Cintex 13 2008

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Cintex 13 2008

  1. 1. Revista ISSN 0122-350X CintexPublicación Colombiana de Tecnología y Educación
  2. 2. Tecnológico Pascual BravoRevista CINTEX - No. 13 - 2008 cintex@pascualbravo.edu.co
  3. 3. DirectorEdgar Mario Rico MesaCandidato a Magister en Ingeniería con énfasis en Revista La Revista CINTEX, es una publicación Colombiana del Centro de Investigaciones del Tecnológico Pascual Bravo,AutomatizaciónUniversidad de Antioquia Institución Universitaria, destinada a la divulgación de conocimiento en Tecnología y Educación generada porComité Editorial la comunidad académica y el sector productivo. EstáJosé Luis Villa Ramírez dirigida a todos los profesionales de las áreas deDoctor en Ingeniería ISSN 0122 - 350X ingeniería, la tecnología y la educación.Decano Facultad Ingeniería UTBjvilla@unitecnologica.edu.coCruzana Amparo Echeverry RestrepoDoctora en Pedagogía CONTENIDOFundación Escuela Colombiana de Mercadotecnia, ESCOLMEviceacad@escolme.edu.co EditorialDiego Arias Serna Edgar Mario Rico MesaDoctor en FísicaProfesor Universidad del Quindíodiarse@telesat.com.co TECNOLOGÍAMaría Consuelo Moreno Orrego Algoritmo de ubicación y conducta en un entorno conocido con condiciones 6Doctora en PedagogíaTecnológico Pascual Bravo iniciales desconocidassrectoria@pascualbravo.edu.co César Augusto Uribe Meneses, Jaime Ignacio Marín Vargas, Andrés Felipe Pedraza Monsalve, Leonardo Arango Baena y Carlos Andrés MadrigalAlbeiro Espinosa BedoyaMagister en Ingeniería de Sistemas González, Grupo GEPAR, U.de A.Profesor Universidad Nacional de Colombiaalbeiro.espinosa@une.net.co Análisis de los efectos del biodiesel de aceite de palma en el motor Isuzu 13 4JA1-TOHV del laboratorio de máquinas térmicas de la Universidad deComité Académico AntioquiaSamuel Ángel Jaramillo Flórez Fabián Alberto Escandón Felizzola, Julián Andrés Mesa GilDoctor en TelecomunicacionesProfesor Universidad del Quindíosamueljaramilloflorez@hotmail.com Caracterización de la administración de la tecnología de máquinas 20 herramientas CNC instalada en el Valle de Aburrá.Rosa Elvira Correa Gutiérrez Carlos Mario Tamayo Domínguez, María Isabel Ardila MarínDoctora en Ciencias con Énfasis en Control AutomáticoProfesora Universidad Nacional de Colombiaelvira.correa@gmail.com Controlador proporcional para un autoclave 32 José Alfredo Palacio FernándezGuillermo León Bolívar OrtizCandidato a Magister en Economía de la EnergíaTecnológico Pascual Bravo. IU Conveniencia del uso del gas natural en procesos de esterilización con 36gbolivar@pascualbravo.edu.co vaporEdgar Mario Rico Mesa Álvaro Delgado Mejía, Juan Fernando Madrigal MesaCandidato a Magister en Ingeniería con énfasis enAutomatización El control en invernaderos 46Tecnológico Pascual Bravo, IUinvestigación@pascualbravo.edu.co José Alfredo Palacio Fernández, Grupo GARPE, TPBIUHéctor David Gómez Montoya Estudio de la aplicabilidad de la fibra de la penca de la piña (Palf) en 51Candidato a Doctor en Ingeniería Eléctrica materiales plásticos reforzados –compositesMiembro Grupo GIMEL, U. de A.hdavidg@gmail.com Natalia Merizalde Toledo, Efraín Martínez MenesesCorrección de textosXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX EDUCACIÓNComité de Apoyo La planta virtual 60Lucía Teresa Arismendy ArismendyBiblioteca TPBIU Edgar Mario Rico Mesa, José Alfredo Palacio Fernández, Juan Carlos Salazarcdeinfo@pascualbravo.edu.co LópezLuz Eugenia Alzate CadavidProfesional Universitaria CINTEX Automatización de juguetes desde el aula: una mirada desde las metodologíasTecnológico Pascual Bravo, IU activa y tradicionalacintex@pascualbravo.edu.co Víctor Hernández Jaramillo, José Alfredo Palacio Fernández, Edgar Mario RicoDiagramación Mesa, Grupo GARPE, TPBIUElkin Londoño Mejía REFERENCIA DE PROYECTOS EN FORMULACIÓNImpresión y acabadosTeoría del Color Ltda.Directivos del Tecnológico Pascual BravoInstitución UniversitariaRectora Informes, suscripciones y envío de artículosMaría Consuelo Moreno Orrego Centro de Investigaciones –CINTEX–srectoria@pascualbravo.edu.co Tecnológico Pascual Bravo, Institución UniversitariaVicerrector Académico Dirección: calle 73 No. 73ª 226 Medellín-ColombiaHermes Iván Gutiérrez Piedrahíta PBX 2340400, Extensión 114 Fax 2647577 Apartado Aéreo 6821vicerrec@pascualbravo.edu.co cintex@pascualbravo.edu.coVicerrectora AdministrativaMartha Cecilia Yepes Figueroadiradmon@pascualbravo.edu.coSecretaria GeneralGloria Elena Cardona Ortegasecretaria@pascualbravo.edu.co
  4. 4. PAGINA 4 BLANCA
  5. 5. EDITORIAL LA SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTOL a ciencia y la tecnología están en conti- revolución industrial generada con la máquina nuo cambio, tratando de buscar un me- a vapor; la quinta época (siglo 20) surge la in- jor futuro, donde el hombre en su afán formática y el conocimiento generado con lade protagonismo intenta satisfacer sus necesi- creación del transistor.dades incursionando en la investigación para laproducción de nuevos conocimientos y nuevas Es evidente el dramático cambio de la sociedadtecnologías. Para lograrlo, ha tenido como pre- en los últimos 500 años, en los cuales se avanzatexto la guerra para generar la carrera con gran rapidez en la generación de nuevasarmamentista, es así como muchos desarrollos tecnologías como producto de exhaustiva in-militares con el paso del tiempo han permeado vestigación, aunque este vertiginoso cambio hala sociedad, dándole provecho en diferentes traído situaciones positivas, así como consecuen-áreas y sectores de la industria. cias negativas donde la comunidad científica en su intento por mejorar la calidad de vida delPero cómo sucedió todo esto? Realmente el ser ser humano, ha impactado en el deterioro am-humano ha sido un crítico de sí mismo, un pen- biental del planeta.sador, un ser ambicioso que busca respuesta yrecurre a todos los recursos disponibles para En medio de estos contrastes, el ser humanolograr sus propósitos, sólo basta con dar una tiene como herramienta de supervivencia, sumirada a la historia de la humanidad, observar conocimiento; y con base en su estudio y apli-su evolución: la primera época (3.000 años A.C) cación, la solución de problemas reales de lase relaciona con el manejo de la energía con las sociedad, lo cual trae como consecuencia el cre-manos; la segunda época (primer milenio D.C) cimiento tecnológico y económico de los paí-tiene que ver con el establecimiento de escuelas ses al sumarse los conocimientos de los indivi-de filosofía y de los sistemas religiosos; la terce- duos y generar una comunidad científica quera época (mediados del segundo milenio) se ge- provee de tecnología a la industria y que hacenera el renacimiento teniendo como consecuen- que la sociedad se mueva en torno al conoci-cia las divisiones territoriales y los núcleos cul- mientoturales; la cuarta época (siglo 18) se produce la Edgar Mario Rico Mesa
  6. 6. 6 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008TECNOLOGÍA ALGORITMO DE UBICACIÓN Y CONDUCTA EN UN ENTORNO CONOCIDO CON CONDICIONES INICIALES DESCONOCIDAS César Augusto Uribe Meneses Est, Jaime Ignacio Marín Vargas Est, Andrés Felipe Pedraza Monsalve Est, Leonardo Arango Baena Est y Carlos Andrés Madrigal Gonzáles MSc. GEPAR Universidad de Antioquia Medellín, Colombia Marzo, 2007Resumen — El problema de determinar la ubicación INTRODUCCIÓNde una plataforma móvil en ambientes conocidos sinsaber la posición inicial de esta, es una tarea altamen- El proceso de ubicación de objetos en entornoste demandante. Este documento describe un algorit- conocidos; juega un papel de vital importancia enmo que utiliza matrices tridimensionales, el cual usa el diseño de comportamientos para sistemas auto-adquisición de datos de los nodos del entorno para máticos, como por ejemplo: las redes cooperativasreconocer la posición del objeto. El algoritmo es apli- de micro-robots [1], que son utilizadas en variedadcado usando un robot que tiene como objetivo encon- de procesos que implican una actividad de recono-trar dos pelotas de tenis, una con una ubicación espe- cimiento exhaustiva. En este documento se explicacifica y otra en una posición desconocida y luego lle- y analiza un algoritmo de ubicación para platafor-varlas a una lugar objetivo, pero desconociendo el es- mas móviles cuya posición inicial es desconocida,tado inicial del robot. pero se posee información acerca del entorno en el que se encuentra, además de dispositivos de captu-Índice de Términos— Algoritmo, detección de nodos, ra de datos para reconocer las condiciones cerca-localizar, matrices tridimensionales, robótica, posicio- nas de la plataforma.namiento. En este desarrollo se realiza una simplificación delAbstract — A highly demanding task is the problem entorno y se parte del hecho de que las posiblesof identifying a mobile platform’s initial location with variaciones que este posee solo implican bifurca-recognized land characteristics. This document des- ciones del camino, el cual puede generar trayecto-cribes an algorithm, which utilizes three-dimensional rias cerradas interconectadas entre si, además de li-matrixes elaborated with data obtained from the no- mitar las condiciones del terreno a situaciones bi-des, to recognize the position of an object. A robot, narias para los dispositivos de captura de datos. Estawith an unidentified initial position, was used to apply particularización, reduce el conjunto de escenariosthis algorithm. The robot’s main goal was to find utilizadas para la comparación e identificación detwo tennis balls, one tennis ball had a determined puntos singulares, agilizando el proceso de ubica-location and the other one didn’t. Finally, after fin- ción. Es fácil encontrar este tipo de situaciones es-ding the tennis balls, the robot had to carry them to a pecíficas en actividades robóticas de aplicación di-final spot dáctica como los concursos y olimpiadas de robots que se realizan en diferentes entes académicos con Index Terms — Algorithm, locate, nodes detection, el fin de impulsar las la investigación y el desarro-robotic, tridimensional arrays, positioning. llo en la robótica [2]. Para la aplicación de este algoritmo es necesario que el interesado tenga un conocimiento básico en programación y manejo de arreglos multidimen- cionales en lenguajes convencionales como: C++,
  7. 7. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 7Java, Visual Basic, etc. puesto que el proceso de ciones correspondientes y lograr el objetivo pro-ubicación se basa en un sistema de comparación de puesto.arreglos [3], formados por datos adquiridos en tiem-po real y datos almacenados en memoria traduci- El entrono se describe como una interconexión dedos de los conocimientos previos del terreno. trayectorias cerradas, simples y bidireccionales lo cual facilita el proceso de digitalización a través deEn la actualidad existen sistemas de reconocimien- una matriz multidimensional.to avanzados, como el procesamiento de imágenespara el examen de patrones que facilitan y simplifi- La condición de bifurcación y existencia de trayec-can el trabajo de identificación de ambientes; con torias cerradas del terreno, genera algunas intersec-la presente investigación se pretendió generar un ciones de caminos, identificando así, diferentes ti-algoritmo de funcionamiento eficiente que utiliza- pos de datos nodales, Figura 3. Cada tipo de nodora sistemas embebidos [4] para simplificar el traba- se puede identificar con un label (normalmentejo en hardware requerido para su implementación, decimal), que sirve para etiquetar, identificar y lle-así como reducir los procedimientos de procesa- var registro de las singularidades encontradas.miento de señales.La investigación es realizada por los miembros delos grupos de estudio del Grupo de Investigación 1 2 3en Electrónica de Potencia, Automatización y Ro-bótica (GEPAR), de la Universidad de Antioquia,con el apoyo del estudiante de Maestría CarlosAndrés Madrigal González.En el presente artículo se presentará de maneradetallada y exhaustiva los pasos, procedimientos y 4 5 6secuencias utilizadas para generar un algoritmo quecumpliendo de condiciones iniciales desconocidas Figura 3, labels para la identificación de puntos sin-cumpliera con las siguientes funciones: 1) calibra- gularesción de dispositivos de captura de datos para detec- Recuerde que aunque se conoce el terreno, la posi-ción de particularidades, 2) recolección de y alma- ción de uno de los puntos de reporte y la ubica-cenamiento de puntos singulares para la compara- ción de un objetivo final se desconoce la ubicaciónción de estos con las bases de datos disponibles, 3) de uno de los objetivos secundarios y la posicióndefinición de posición y sentido del la plataforma inicial de la plataforma. Es necesario encontrar unaen el terreno, 4) decidir que es más eficiente: diri- trayectoria cerrada que pase por todos y cada unogirse hacia un punto conocido del terreno (punto de los segmentos del terreno que se desean explo-de reporte) o empezar a recorrerlo en busca de un rar. Para este primer objetivo se puede recurrir aobjetivo cuya ubicación es desconocida, las dos sub- técnicas de inteligencia artificial como las redesacciones anteriormente descritas son subsiguientes neuronales [5] que disponen de facilidades técnicase intercambiables, 5) dirigirse hacia un punto de para la optimización de procesos o si el territoriocongruencia final donde comunicará las acciones no presenta gran cantidad de bifurcaciones solo esrealizadas. necesario de cierto tiempo y dedicación para de- DIGITALIZACIÓN DEL AMBIENTE terminar cuál es la secuencia de movimientos que se debe ejecutar para realizar este recorrido opti-Cumpliendo con las restricciones propuestas para mo. Como resultado se obtiene una matriz de mel entorno en el cual se ubican las plataformas se posiciones, ro[m]; donde m es el número de seg-debe realizar un proceso exhaustivo de digitaliza- mentos recorridos (note que no es el número deción del mismo, para así disponer de una base de segmentos del terreno puesto que es posible que sedatos confiable con la cual realizar las compara- deban repetir trayectorias pero en general se trata
  8. 8. 8 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008de evitar al máximo recorrer dos veces el mismo vimiento se debe realizar haciendo un análisis de-segmento), donde el dato en la posición i es el tipo tallado de las condiciones comunes de todo el te-de movimiento a realizar en cada uno de los nodos rreno, y aunque este desplazamiento se debe gene-encontrados. rar de manera estocástica, en muchas de las aplica- ciones prácticas y académicas, tales como los certá-La definición del los tipos de movimientos dispo- menes mencionados anteriormente el reglamentonibles es bastante sencilla, se identifican giros de provee pistas suficientes para la determinación de90º, -90º, 0º y 180º, también se pueden determi- este accionar inicial.nar grados de giro intermedios midiendo el tiempoque este demora realizando el desplazamiento, si- Para detectar el punto de intersección de los datosmilarmente podemos utilizar labels para la identi- de los diferentes sensores se utiliza el conceptoficación de los mismos. Como el terreno es un área matemático de entorno [6], figura 1.de desplazamiento bidireccional es preciso generara su vez una secuencia de movimientos pero en sen-tido opuesto al obtenido anteriormente, modifican-do el vector ro[m] por una matriz bidimensionalro[2xm] donde la primera fila es el recorrido en unsendito y la segunda es el recorrido en sentidoopuesto; otra solución al problema del recorridoen sentido opuesto pondría ser recorrer el vectororiginal ro[m] en sentido opuesto, ahorrando es-pacio en el la memoria disponible (normalmentelimitada), pero presenta mayores complicacionespuesto que hay que analizar la inversión de tipo denodos y en general resultaría un procedimiento mástedioso pero igualmente eficiente.Las posiciones iniciales del vector ro[2xm] no son Figura 1, Intersección común de todos los disposi-relevantes porque se trata de una trayectoria cerra- tivos de adquisición de datosda. Inicialmente el límite de binarización es aleatorioAsí se obtiene la digitalización del terreno a través y se realiza el movimiento descrito anteriormentede un recorrido bidireccional que pasa por todos para buscar las posiciones de la plataforma que de-los puntos deseados del entorno, esta matriz es uti- terminen la existencia de la intersección general.lizada para generar las trayectorias y movimientosque debe realizar la plataforma una vez se ubica en El entorno nos presenta una serie de valores bina-determinado punto del recorrido rios, pero no se posee información acerca de los datos frontera que definen las condiciones lógicas CAPTURA DE DATOS reales, así estos límites se modifican aplicando pro-Puesto que las condiciones iniciales de la platafor- ceso anterior definiendo el estado común de inter-ma son desconocidas es preciso que se realice un sección, como uno de los estados lógico ya sea “0”re-calibración de los dispositivos de captura de da- o “1”ver, figura 2.tos antes de empezar a compararlos. Partiendo dela posición inicial se genera un movimiento aleato- Este proceso se realiza con el objetivo de minimi-rio de tal manera que todos los dispositivos se en- zar los errores en el proceso de adquisición de da-cuentren aproximadamente en un estado similar tos, el cual de es de vital importancia para una co-definiendo un máximo de variación con un pará- rrecta comparación la cual evita resultados incon-metro ä; es posible determinar de qué tipo de mo- gruentes de ubicación.
  9. 9. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 9 DEFINICIÓN DE POSICIÓN Y SENTIDO Este es uno de los procesos más exhaustivos puesto que se requiere la generación de una matriz bidimensional [7] que contenga las posibles situa- ciones encontradas en cada uno de los segmentos del entorno a explorar. El proceso a realizar es si- mular y obtener para cada uno de los segmentos, las acciones que la plataforma realizaría si este fue- se su posición inicial; es necesario aclarar que se debe realizar este técnica en ambos sentidos de des- plazamiento; así pues tenemos una matriz c[2mxn] donde n es el número de nodos necesario para dife- Figura 2, Ajuste del límite de binarización renciar individualmente todos los posibles recorri- dos en el periodo de ceguera, partiendo de las dis-RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN INI- tintas posiciones iniciales, que en este caso serianCIAL A PARTIR DE PUNTOS SINGULARES todos los segmentos del terreno; se define un seg- mento como: espacio entre dos nodos consecuti-Para un correcto proceso de comparación y ubica- vos; la experiencia muestra que con el modelo deción se debe realizar un análisis detallado de las territorio planteado el parámetro n oscila entre cin-condiciones del terreno, estas deben ser indepen- co y siete. El dato que se guarda en cada una de lasdientes del tiempo y cumplir con las simplificacio- posiciones de la matriz c es el tipo de nodo encon-nes propuestas anteriormente. trado, así pues, se tiene una matriz con los datosLa acción subsiguiente es la recolección de un nu- que la plataforma encuentra si parte de cualquiermero n de puntos singulares y generar una vector posiciónub[n] donde se guardará el tipo de nodo encontra- Se realizan unas modificaciones adicionales a lado en orden cronológico. matriz c, de tal manera que tenga un papel funcio-El numero n de puntos singulares necesarios para nal en el algoritmo, agregando dos columnas más,determinar con éxito la posición inicial y la posi- las cuales se conectarán con las matrices ro y ubción actual de la plataforma depende y es directa- logrando una ubicación exitosa. Partiendo de cual-mente proporcional a la homogeneidad del terre- quier posición inicial pi, y realizando los giros pre-no de prueba, también varia obedeciendo a las con- determinados para el recorrido ciego en cada unodiciones siguientes a la posición inicial, por esta de los nodos encontrados, después de n+1 segmen-razón es importante decidir y estandarizar los mo- tos la plataforma se encuentra en un segmento pi’,vimientos que se realizan en cada uno de los nodos donde ya se tiene el vector ub con la informaciónmientras la plataforma se encuentra en un punto de los nodos recorridos. La primera columna a ge-ciego, que en este caso seria mas aproximado ha- nerar contiene el sentido en el que la plataforma seblar de un segmento de ceguera, así pues determina- encuentra en la posición pi’ el cual es un datomos la manera como la plataforma virará en para binario puesto que consideramos solo caminoscada uno de los nodos identificados, esta asigna- bidireccionales, la segunda columna a agregar es lación sebe ser el resultado de un análisis detallado que proporciona una ubicación en el recorrido ro,de los objetivos de la plataforma, se recomienda el es decir, si se tiene la matriz ro[2xm] y definimos lamovimiento en zig-zag cuando se necesita que esta variable i=0,1,2,…,m, entonces en esta columnarecorra una mayor parte de terreno aprovechando adicional se guarda el dato i de la posición que esteel intervalo de desconocimiento de la posición, otra ocupa en la ruta cerrada ro.alternativa es la generación de trayectorias cerra- Como los datos de la matriz ro son tipos de movi-das durante la ubicación si se busca que se conserve mientos en los nodos y la posición pi’ es un seg-al máximo la posición inicial. mento no hay mayor complicación en relacionar
  10. 10. 10 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008pi’, con el nodo inmediatamente anterior o siguien- cida durante el recorrido en el cual se encuentrate, para este caso utilizaremos el nodo siguiente. desubicado, o sea, en los segmentos por los cuales esta se desplaza luego de que esta es puesta en elYa se tiene los datos necesarios para la ubicación, terreno, puesto que el dominio de escogencia de lacomparando el vector ub[n] con las primeras co- posición inicial son todos los segmentos del terri-lumnas de la matriz c[2mx(n+2)]., es decir encon- torio.trar la fila de la matriz c que cumpla:ub[0,1,2,…,n]=c[j][0,1,2,…,n], la comparación se rea- Es necesario que aunque el robot este en procesoliza con procesos iterativos en el cual se utilizan de ubicación, se lleve un archivo de control de to-variables locales para cambiar los datos a comparar das las acciones realizadas, así cuando este se ubi-[8], llamando j a la variable auxiliar, una vez se lo- que satisfactoriamente tenga en su registro datosgre una comparación exitosa se tendrá un valor que influyan en el accionar de este para laúnico de esta, valor que es de gran ayuda para la optimización del cumplimiento de los objetivos,continuación exitosa del algoritmo. Cuando existe en este caso, si se realizó o encontró algunos de losigualdad entre los vectores anteriores tenemos tam- objetivos secundarios se continuará con el siguien-bién gracias a las dos columnas adicionales, el sen- te y si se cumplieron los dos objetivos, solo restarátido del desplazamiento de la plataforma y el seg- dirigirse hacia el punto final de reporte cuyas coor-mento terreno en el que se encuentra, puesto que, denadas son también conocidas.como se menciono anteriormente las posicionesc[j][n+1]=[ “1” “0” ] y c[j][n+2]=i, determinan o Tomando inicialmente el caso en el cual no se lo-informan acerca de la posición y el sentido de la gró ningún objetivo durante el período de ceguera,plataforma móvil en el recorrido optimo o matriz para escoger la decisión sobre cual de los dos obje-ro[c[j][n+1]][c[j][n+2]] descrito en los numerales an- tivos pendientes realizar, es preciso utilizar la ma-teriores. triz de digitalización del terreno ro. Como sabe- mos en que segmento del terreno se encuentra unoEn generar la posición actual se resume como: de los objetivos, podemos a su vez ubicarlo en una posición l de la matriz ro, así asignamos su posi- ub [n ] = c [ j ][k ].........k = 0,1, 2,..., n ción en el terreno matricializado. Se tiene enton- ces la ubicación del objetivo l y posición y sentido ro éëc [ j ][n + 1]ùû éëc [ j ][n + 2]ùû de la plataforma (las columnas adicionales de la matriz c) y por medio de un proceso simple de se- DECISIÓN DE ACCIONES INICIALES guimiento se puede saber cual es la diferencia nu- mérica de segmentos entre ellos:Luego de encontrar la ubicación específica de laplataforma se deben decidir las acciones siguientes |l-{c[j][n+1]][c[j][n+2]}|, aportando argumentosque esta realizará, para el caso particular descrito contundentes para la acción a realizar, ya sea se-en esta investigación, se poseen dos opciones de guir con el recorrido en la ruta optima o dirigirsecomportamiento, estas son necesarias para un co- al punto de reporte o primer objetivo.rrecto cumpliendo de los objetivos, pero no po-seen restricciones de orden ni prioridad, así pues, Cuando se logra cumplir con uno de los objetivosla plataforma puede: primero, dirigirse a un punto durante el proceso de ubicación, solo es necesariode reporte cuyas coordenadas son conocidas (se tie- actuar para cumplir el otro: si la plataforma pasóne información acerca del segmento de terreno en por el punto de reporte cuya ubicación es conoci-el cual se encuentra), ó segundo, iniciar un recorri- da, hay que seguir recorriendo el territorio segúndo minucioso por todo el territorio en busca de un la ruta óptima de la matriz ro; por el contrario si seobjetivo cuya locación es indeterminada. detecto el objetivo de posición desconocida se debe realizar los movimientos que la lleven al punto deEs posible que la plataforma ya se haya encontra- reporte y finalmente al objetivo final; si se logra-do uno de los objetivos, ya sea el punto de reporte ron los dos objetivos secundarios, se debe dirigiro el que tiene ubicación inicial variable y descono- directamente al objetivo final o meta. El proceso
  11. 11. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 11de desplazamiento el recorrido después de la ubi- El proceso de captura de datos sobre el nodo en-cación se describe a continuación, este proceso uti- contrado y tipo de giro a realizar puede ser aplica-liza la ayuda de matrices para el control del proce- do a su vez en desplazamientos hacia cualquier di-so y la validación de los resultados rección fija puesto que en ocasiones es necesario que la plataforma ya ubicada se dirija a un punto DESPLAZAMIENTO Y VALIDACIÓN específico cuyas coordenadas conocemos, el desa- rrollo a seguir para este problema es paralelo alCuando la plataforma ya se encuentra ubicada en descrito, se deben generar rutas rápidas en los dosel terreno, esta debe empezar a realizar movimien- sentidos, desde del punto de partida (cualquier seg-tos y acciones que conlleven al cumplimiento de mento del terreno), hasta el punto final tomandolos objetivos; en los numerales anteriores se descri- datos de los nodos encontrados y el tipo de giro abieron estos comportamientos iniciales; ahora se realizar, teniendo así un registro de direccionamien-desarrollara el tema del desplazamiento y valida- to desde cualquier posición inicial hasta un segmen-ción de estos movimientos y así poder llevar un to final determinado, puesto que los recorridoscontrol para la prevención y corrección de errores pueden tener diferentes longitudes, es necesarioque se pueden comentar en la recolección de datos agregar una bandera de activación para indicar quedebido a variaciones inesperadas del terreno. el recorrido se completo, normalmente una solu- ción puede ser agregando una nueva posición a cadaPara realizar la validación de movimientos y ubi- uno de los recorridos el cual debe ser único e iden-cación de la plataforma se debe modificar la matriz tificable para la detección del fin del camino.ro agregándole una dimensión más. Inicialmentese tiene la matriz ro[2xm] donde cada una de las Cuando el nodo encontrado no coincida con la clasefilas contiene la información acerca de los movi- que se encuentra en la tercera dimensión de la ma-mientos que la plataforma debe realizar cuando esta triz ro se concluye que la plataforma cometió unrecorriendo la ruta optima; es decir, la que pasa error en su ubicación y nuevamente se encuentrapor todos los segmentos evitando repetir recorri- pérdida indicando que el proceso de locación sedos; en los dos sentidos. La dimensión que se pro- debe reiniciarpone agregar tiene la función de proporcionar losdatos de validación de los nodos encontrados, para CONCLUSIÓNrealizar el seguimiento de la trayectoria y corregirinmediatamente errores de ubicación. El algoritmo descrito en este artículo presenta gran cantidad de restricciones de operabilidad, no indi-Adicionando una matriz con el mismo número de cando deficiencia en campos de acción. Es necesa-columnas y filas; 2xm; cuyo espectro de datos son rio que se entienda el proceso como una salida al-los tipos de nodos (datos decimales definidos ante- ternativa a la solución de un problema común enriormente) que la plataforma detectara mientras se actividades académicas de competencias robóticasdesplaza durante el recorrido de la ruta optima si relacionadas con la ejecución de actividades en la-su ubicación física coincide con su ubicación vir- berintos guiados por una línea negra y la relacióntual. La continuación de datos descrita anteriormen- estrecha que existe en la utilización de matriceste proporciona la ayuda necesaria para poder reali- multidimensionales y la solución de problemas dezar el proceso de validación de desplazamiento ubicación. El algoritmo no presentó problemas depuesto que en todo momento después de la ubica- operación, pero su aplicación requiere una granción si se esta recorriendo la ruta optima, se sabe dedicación por parte de los interesados cuando seque nodo se encontrará y que moviendo se debe demande hacer exámenes minuciosos de las condi-realizar. El proceso es exhaustivo puesto que nece- ciones del terreno para interpretar el funcionamien-sita que para cada recorrido de ruta óptima se guar- to de la plataforma según todas las condiciones queden los datos del nodo encontrado y el giro a reali- se puedan presentar durante el transcurso del reco-zar pero es eficiente en su funcionamiento y no rrido, además es necesario una larga etapa de prue-presenta errores de incongruencia en su algoritmo. ba-error, puesto que, este como modelo teórico se
  12. 12. 12 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008tiene que modificar y adaptar a las posibles limita- AUTORESciones que le impongan los dispositivos de captura CESAR AUGUSTO URIBE MENESES, Estu-de datos, los cuales según se observó representa la diante de Ingeniería Electrónica de la Facultad demayor fuente de errores en el proceso de ubica- Ingeniería de la Universidad de Antioquia, miem-ción. bro de los grupos de estudio del grupo de investi-Se observo que los procesos de ubicación, valida- gación GEPAR, intereses: Redes Neuronales e In-ción, desplazamiento y demás son eficientes tanto teligencia Artificial.en tiempo como en funcionamiento pero se tuvo ecaum388@udea.edu.coel inconveniente del el espacio en memoria que debe (4) 4126180- (316) 5350451estar disponible debido a la gran cantidad de infor-mación almacenada como matrices, tanto constan- JAIME IGNACIO MARIN VARGAS, Estudian-tes como variables. te de Ingeniería Electrónica de la Facultad de Inge- niería de la Universidad de Antioquia, miembro de los grupos de estudio del grupo de investigación GEPAR, intereses: Robótica, Automatización, REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Animación 3D, Procesamiento digital de Imágenes e Inteligencia Artificial.[1] Betancur Betancur, Manuel,. (). Introducción a jaimemari17@gmail.com al Mecatrónica. Medellín. Editorial Universidad (4) 4962105- (310) 3954706 Pontifica Bolivariana.[2] Pagina de A+D –Olimpiada LEONARDO ARANGO BAENA, Estudiante de Ingeniería Electrónica de la Facultad de Ingeniería[3] Grossman, Stanley I., (1996). Algebra Linear. de la Universidad de Antioquia, miembro de los Quinta Edición. Mexico D.F. McGraw Hill grupos de estudio del grupo de investigación[4] Sistemas Embebidos GEPAR, intereses: Animación 3D, Robótica, Re- des neuronales y Procesamiento digital de imáge-[5] del Brío, Bonifacio Martín. Sanz Molina, nes. Alfredo., (2005). Redes Neuronales y Sistemas larango_baena@hotmail.com Difusos. Segunda Edición Ampliada y Revisa- (4) 4122124- (300) 3042790 da. MADRID, España. AlfaOmega Ra-Ma. ANDRES FELIPE PEDRAZA MONSALVE,[6] Leithold, Louis. (1998). El Cálculo. San Anto- Estudiante de Ingeniería Electrónica de la Facultad nio. Oxford University Press de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, miem-[7] Bronson, Gary J., (1999). C++ para Ingenie- bro de los grupos de estudio del grupo de investi- rías Ciencias. Mexico. Thompson Editores. gación GEPAR, intereses: Redes Neuronales, Automatización y robótica.[8] Oviedo Regino, Efraín., (2005). Lógica de Pro- grantombobadil@hotmail.com gramación. Bogotá. Ecoe Ediciones (4) 2673706 (312) 8055015
  13. 13. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 13ANÁLISIS DE LOS EFECTOS DEL BIODIESEL DE ACEITE DE PALMA EN EL MOTOR ISUZU 4JA1 - T OHV DEL LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS DE LA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Fabián Alberto Escandón Felizzola, Estudiante Tecnología en Mecánica Automotriz Julián Andrés Mesa Gil, Estudiante Tecnología en Mecánica Automotriz Tecnólogico Pascual Bravo, Institución Universitaria ASESOR, Luis Eduardo Jaramillo Cuartas, Ingeniero MecánicoResumen. En este artículo se presentan los aspectos re- entre 20 y 100%, debido al escaso contenido de azufrelacionados con el desempeño mecánico y ambiental del biodiesel. La reduccion global de CO2 es de 0.6 -del motor diesel 4JA1-T OHV de 2.5 litros de cilin- 78.4% para B5 Y B100 respectivamente. La ventajadrada, turboalimentado (actualmente utilizado en la medioambiental de tipo global del biodiesel es el cie-camioneta Luv Dimax). Utilizando diversos combus- rre del ciclo de vida del CO2 (emision nula) pues lastibles, entre ellos el diesel convencional y Biodiesel de plantas oleaginosas pr medio del proceso toman esteaceite de palma mezclado al 5, 10, 20, 30, 50 y 100% gas y lo transforman en oxigeno.en volumen. Palabras clave: Motores diesel , Desempeño Mecáni-Los ensayos se realizaron a igualdad de energía en el co, Desempeño ambiental, Biodiesel, Emisiones Con-cigüeñal para cada combustible, en cinco grados de taminantescarga estacionarios, representativos de las condicio- Abstract. In this paper appears the aspects related tones de operación del vehículo en ciudad. El rendimien- the mechanical and environmental performance fromto efectivo sufrió cambios estadísticamente no muy diesel engines fuelled by several fuels, such assignificativos, con lo cuál se comprobó que la relación conventional diesel fuel and alternative fuels derivedenergía suministrada a energía obtenida en el cigüe- from vegetable oils( Biodiesel).An experimentalñal no varía demasiado independiente de la mezcla comparison of mechanical and environmentaldel biodiesel utilizado. perfonmances obtained from turbocharged, Light dutyAunque las tendencias observadas dependen del tipo 2.5 liters, automotive diesel engine mounted in a testde aceite del que provienen los alquiésteres, se puede bench. The engine used conventional diesel fuel andconcluir que a medida que se incrementa el porcentaje palm oil biodiesel blended at 5, 10, 30, 50,100% byde biodiesel en las mezclas diesel – biodiesel, disminu- volume.ye la potencia y aumenta el consumo de combustible. Test were carried out under the same effective pressureAdemás disminuyen el CO, HC, material partícula- for each fuel, five engine loads in stationary conditionsdo, hollín, y la opacidad de humos. De otro lado, los representative from city operation were tested.NOX aumentan dependiendo la afinación y deterioro Although, the observed trends, strongly, depend of thedel motor. La potencia disminuye entre 0.5 y 10% type of vegetable oils used as raw material it is possibleentre B5 y B100 respectivamente. El consumo de com- to conclude that an increase in biodiesel percent inbustible aumenta entre 0.05 – 8%, para el biodiesel y the biodiesel – diesel blends, leads to a decrease insus mezclas, debido al menor poder calorífico del bio- power and an increase in fuel consumption. Smokecombustible comparado con el diesel convencional. opacity and emission of CO, HC, particulate matterLas emisiones de CO disminuyen de 2.5 a 50%, HC and soot are also reduced. In regard to NOX an0.6 -55%, con B5 y B100 respectivamente. La opaci- increase 2% or a decrease 20% could be expecteddad de humos disminuyen entre 0 y 30% y los SOx depending on the tuning of the engine.
  14. 14. 14 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008Power diminishes between 0.5 and 10% for B5 and mite una combustión más completa en el motor yB100 respectively. Fuel consumption increases around su uso no requiere modificación significativa en los0.05 to 8% for 5 biodiesel and its blends do to the motores, al igual que es completamente soluble enbiodiesel lesser heating value. el diesel convencional. Numerosas investigaciones han reportado reducciones considerables en lasEmission of CO diminish between 3, 14, 55 % for emisiones de varios tipos de contaminantes atmos-B5, B20, B100 respectively. Smoke opacity decreases féricos, cuando se reemplaza el combustible dieselbetween 0 to 30%. SOx emissions also diminish convencional derivado del petróleo por biodiesel.between 20 to 100% do to the lesser content of sulfur Sin embargo, con la utilización de diferentes tiposin the biodiesel. The globlal reduction of CO2 is de biodiesel a nivel comercial, se ha detectado unbetween 0.6 to 78.4% for B5 and B100.The aumento, de una parte, en las emisiones de NOXenvironmental advantage from biodiesel is the life con respecto al diesel convencional que puede lle-cycle of CO2 being closed. gar a ser del orden de un 10% o mayor cuando seKey words: Biodiesel, Diesel Engines, Gaseous usa biodiesel puro, y de otra parte en emisionesemissions, mechanical performance, enviromental fotoquímicas como algunos aldehídos. Adicional-performance mente, dado que el biodiesel posee propiedades fí- sicas y químicas diferentes al diesel derivado del petróleo, es de esperar que el desempeño mecánico INTRODUCCIÓN del motor experimente variaciones.Entre los motores de combustión interna, el mo- En Norteamérica hay dos grupos que son líderestor diesel o de encendido por compresión (MEC), en la investigación en emisiones en motores dieselha venido ganando terreno progresivamente por funcionando con biodiesel; Uno de ellos pertenecesus ventajas en cuanto a consumo de combustible. a la Universidad de Iowa y es liderado por Jon VanLa comunidad científica internacional, que actual- Gerpen. Otro, liderado por M. S. Graboski y R. L.mente realiza actividades de investigación y desa- McCormick el cual tiene vínculos con la Escuelarrollo en el área de la combustión en MEC, tiene de Minas de Colorado y ha realizado proyectosenfocados sus esfuerzos hacia mejorar cada vez más relacionados con el tema para el Laboratorio Na-su eficiencia térmica, reducir las emisiones conta- cional de Energías Renovables (NREL) y la Agen-minantes especialmente las de óxidos de nitrógeno cia de Protección del Medioambiente (EPA) de los(NO X) y de material particulado (PM), y estudiar Estados Unidos. En Europa es importante desta-los efectos del uso de combustibles reformulados o car el trabajo del grupo de combustibles y motoresalternativos. La presente propuesta de investigación de la Universidad de Castilla La Mancha lideradose enmarca dentro de los dos últimos objetivos. por Magín Lapuerta. En Malasia el Malaysian PalmEn lo referente a nuevos combustibles o combusti- Oil Board (MPOB) ha promovido la realizaciónbles reformulados para MEC, el biodiesel, usado de diferentes ensayos en ruta con vehículos funcio-puro o mezclado en diferentes concentraciones con nando con biodiesel de aceite de palma.el diesel convencional, constituye la opción más En Colombia el Instituto Colombiano del Petró-ampliamente aceptada, dadas las ventajas técnicas, leo (ICP), ha realizado varias pruebas en banco yestratégicas y ambientales que ofrece este combus- en vehículos en ruta para evaluar las mezclas B5tible derivado de la biomasa. El biodiesel, mezcla (5% biodiesel de palma-95% ACPM) con miras ade alquilésteres de ácidos grasos1(, es un combusti- implementar su uso a partir del 1 de enero del 2008.ble renovable, oxigenado, libre de azufre y com-puestos aromáticos, y prácticamente biodegrada- Gracias a los aportes en investigación del ICP seble; la presencia de oxígeno en el combustible per- pudieron evaluar las mezclas de diesel y biodiesel,1 Probst, O. EL BIODIESEL COMO ALTERNATIVA LIMPIA Y RENOVABLE PARA EL TRANSPORTE. [En línea]. MONTERREY, México. s.n. 2001 <http://transferencia.mty.itesm.mx/56/56-III.03.html> [Consultada: 5 de Julio de 2007].
  15. 15. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 15así como las de gasolina con 10% de alcohol carbu- METODOLOGÍArante. Dichos análisis incluyeron la evaluación delas viabilidades técnicas y económicas para la in- En este proyecto experimental, se quiere compa-corporación del biodiesel dentro de la canasta ener- rar el comportamiento mecánico y ambiental degética del país. El resultado de las investigaciones un motor diesel representativo, funcionando conle permitió a ECOPETROL incursionar en el ne- ACPM y con diferentes mezclas de ACPM – Bio-gocio de los biocombustibles, como una estrategia diesel de Aceite de Palma. Los ensayos se han reali-para obtener recursos adicionales y abrir su espec- zado en el laboratorio de Máquinas Térmicas de latro comercial. Universidad de Antioquia. En las figuras 1 y 2, se muestra el motor física y esquemáticamente en el Banco de Ensayos. Figura 1. Motor en Banco de Ensayos. Figura 2. Esquema del Banco de Ensayos 2.2 Imágenes tomadas de: AGUDELO SANTAMARÍA, John y BENJUMEA HERNÁNDEZ, Pedro. Diagnóstico de la com- bustión de biocombustibles en motores. 1ra Edición. Colciencias. Marzo de 2007. pág 65-75. [Consultada: 25 de Enero de 2008].
  16. 16. 16 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 Tabla 1 Características técnicas del motor de ensayos3 Motor Diesel Turbo Alimentado de 2.5L_________________________________________________________________________________________________________________________ Código 4JA1-T OHV_________________________________________________________________________________________________________________________ Desplazamiento (c.c.) 2499_____________________________________________________________________________________________________________________ No Cilindros 4 en línea_________________________________________________________________________________________________________________________ No Válvulas 8_________________________________________________________________________________________________________________________ Potencia Neta (HP@rpm) 79 @ 3900_________________________________________________________________________________________________________________________ Torque Neto (kg-m@rpm) 18 @ 2000_________________________________________________________________________________________________________________________ Relación Compresión 17,7_________________________________________________________________________________________________________________________ Diámetro x Carrera 93 X 92_________________________________________________________________________________________________________________________ Alimentación Bomba de inyección Rotativa Tabla 2 Características técnicas del equipo de análisis de gases Especificaciones Magnitud_________________________________________________________________________________________________________________________ Celda Electroquímica Nox, CO, CO2, CH4, HC, otros_________________________________________________________________________________________________________________________ Precisión para O2 1% en Vol._____________________________________________________________________________________________________________________ Precisión para otros gases 4% de la lectura_________________________________________________________________________________________________________________________ Base de medición SecaEn el esquema del banco de ensayos observamos que circula por el motor utilizando agua de la redque el aire que entra al motor pasa por un filtro, hidráulica. Este intercambiador funcionaluego por un medidor de hilo caliente, y finalmen- automáticamente, gobernado por un termóstato.te entra al turbocompresor. Igualmente se observael depósito de combustible móvil con capacidad El sensor de presión en la cámara de combustiónpara 10 galones, equipado con filtro y bomba de se instaló en el cilindro del extremo opuesto a lacombustible y un medidor de flujo que desemboca volante, en el alojamiento de la bujía deen la bomba de inyección; El retorno de combusti- precalentamiento; Su señal es llevada a un amplifi-ble procedente de los inyectores se lleva a la entra- cador de carga, y de éste a una de los puertos de lada de la bomba de inyección, de modo que se mide tarjeta de adquisición de datos; Las señales de codi-el consumo de combustible neto. ficación angular que tiene su sensor ubicado en el eje del cigüeñal extremo opuesto a la volante, y elLas emisiones gaseosas se obtuvieron directamen- sensor de presión en inyección ubica a la salida dete del sistema de escape entre la turbina y el silen- la bomba de inyección y procedente del respectivociador, a través de una toma para medir emisiones acondicionador de señal, también se encuentrangaseosas. Después del silenciador hay otra toma conectados a la tarjeta de adquisición de datos.para medir la opacidad de humos. Esta tarjeta se instaló en un computador acondi-La refrigeración del motor se garantiza por medio cionado para la medición de parámetros instantá-de un intercambiador de calor que enfría el agua neos y se controla usando un programa informático3 Manual de servicio - ISUZU
  17. 17. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 17desarrollado en LABVIEW, llamado ARAME, el En condiciones de conducción típicas de ciudad,cual fue desarrollado en el laboratorio de maquinas los vehículos están sometidos a constantes paradastérmicas de la Universidad de Antioquia y arranques. Esto hace que gran parte del ciclo normal de conducción sea en estado transitorio yPara medir el par se usa un sensor de presión que que pocas veces se alcancen condiciones de plenarecibe la señal de presión de aceite proveniente de carga; en muchas carreteras y ciudades de nuestrolas celdas de carga del freno dinamométrico. El ré- país hay pendientes por lo cual se debe establecergimen de giro se mide usando un sensor incorpo- un criterio definido, por un valor de par y régimenrado en el alternador. La posición del acelerador de giro del motor. Todas las señales de las variablesse mide con un potenciómetro lineal acoplado al medidas se llevan al sistema de adquisición de da-acelerador. tos y se visualizan en tiempo real con el programa ARAME. RESULTADOS Para B100 la pérdida de potencia y torque es del orden de 10% B50 la pérdida de potencia y torque es del orden de 5% B20 la pérdida de potencia y torque es del orden de 2% B10 la pérdida de potencia y torque es del orden de 1% B5 la pérdida de potencia y torque es del orden de 0.5%Es de Esperar que el menor poder calorífico del kgCO2/kgcomb y se estimó directamente de la fór-biodiesel implique una menor potencia desarrolla- mula química del combustible a partir del númeroda por el motor y el torque también disminuya, al de moles de CO2.igual que el consumo de combustible aumenta enproporción al menor poder calorífico del boidiesel, La validez de este método radica en que el rendi-incrementándose para B100 en un 8% y 0.5%, 1% miento de la combustión de los motores diesel esy 2% para las mezclas B5, B10 y B20 respectiva- cercano a la unidad y las emisiones de CO y HCmente. De igual forma varia la autonomía o rendi- son muy pequeñas frente a las de CO2. Este índicemiento en (km/galón). También observamos una se reduce en 0.6%, 1.4% y 2.7% con B5, B10 y B20tendencia lineal entre la relación mezcla - pérdida respectivamente. Mientras que el diesel convencio-de potencia y torque. nal emite 3.13 kgCO2/kgcomb, las mezclas B5, B10 y B20 emiten 3.1%, 3.01% y 3.06% kgCO2/El biodiesel, no obstante al tener menor poder ca- kgcomb respectivamentelorífico y necesitar, por tanto, consumir más com-bustible para generar la misma potencia que el los resultados obtenidos para los diferentes com-diesel, no afecta el rendimiento efectivo del motor; bustibles en función del grado de carga. Tanto laspor el contrario, los resultados muestran un ligero emisiones específicas como e líndice de emisión deincremento del rendimiento del motor al usar B20, CO tienden a disminuir con el uso de biodiesel.que podría justificarse con el aporte extra de oxíge- Las emisiones específicas de CO disminuyen entreno molecular. 3% y 14% al usar B5 y B20 respectivamente en el modo de funcionamiento 1 a (pme = 0.85 bar);Se observa que el dosado relativo o relación com- esta diferencia se atenúa a medida que incrementabustible/aire respecto de la estequiométrica tiende el grado de carga del motor debido a la exigenciaa permanecer aproximadamente constante, esto se en las condiciones de operación.debe a que el dosado estequiométrico del biodieseles poco mayor. El índice de emisión másico cuan- Aunque es de esperarse una reducción en las emi-tifica la masa de CO2 emitida al quemar una uni- siones de HC, debido al oxígeno molecular y aldad de masa de combustible, se ha expresado en menor punto final de ebullición del biodiesel, se
  18. 18. 18 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008debe tener cuidado en la interpretación de las me- • A medida que se incrementa el porcentaje dediciones con los equipos comúnmente empleados biodiesel en las mezclas biodiesel – diesel dismi-para su determinación. En este trabajo se utilizó nuye la potencia, y aumenta el consumo de com-un sensor de celda electroquímica, que no es el más bustible.idóneo para hidrocarburos sin quemar o parcial- • La potencia disminuye entre 3 y 10% para B30mente quemados (TCH). El equipo más aceptado Y B100 respectivamente.para su determinación es el denominado FID odetector de ionización de llama, que cuenta con • Las emisiones de CO, disminuyen del 10 al 50%una línea calorifugada que se calienta a 190ºC, con y de HC del 12 – 55% con B30 Y B100 respecti-el fin de evitar que los hidrocarburos presentes en vamente.los gases de escape se condensen y sean absorbidos • Las emisiones de SOx disminuyen entre 20 yen el material particulado. Otro factor que puede 100%, debido al escaso contenido de azufre delafectar su medición es el contenido de oxígeno biodiesel.molecular del biodiesel; pues es sabido que este • La reducción de CO2 es del 16- 78.4% para B20parámetro afecta la sensibilidad de estos equipos y B100 respectivamente.de medición. • Los resultados de las pruebas demuestran al com-Existe consenso en la literatura técnica en que se parar mezclas diesel – biodiesel Vs Diesel que laproduce un incremento en las emisiones de NOx opacidad disminuye apreciablemente alcanzan-al usar biodiesel, y que además este incremento do hasta un 17% de reducción con el uso dedepende del tipo de biodiesel, obteniéndose meno- Biodiesel puro.res emisiones entre más compuestos saturados ten- • Se mejora el proceso de combustión como resul-ga. Sus argumentos para explicar esta tendencia se tado de una combustión más completa del com-basan en que el biodiesel, por su mayor avance de bustible.la inyección y más rápido inicio de la combustión,produce una temperatura pico más elevada duran- • Se obtuve un incremento en el consumo especí-te la fase de combustión por difusión. Otro argu- fico de combustible respecto al diesel corrientemento se basa en que hay mayor disponibilidad de en torno a 0.5, 1, 1.7 que se aproxima a 2% aloxígeno en la cámara de combustión para combi- usar B5, B10, y B20 respectivamente.narse con el nitrógeno del aire y formar los NOx. • Las emisiones específicas de THC(gTHC/kWh)Este par de efectos parece sobreponerse al mayor disminuyeron aproximadamente en la mismanúmero de cetano del biodiesel. Quienes han obte- proporción, correspondiente con la mitad delnido reducciones en las emisiones de NOx argu- contenido de biodiesel en la mezcla(2.5, 5, y 10%)mentan que es el contenido de oxígeno extra del para B5, B10, B20 respectivamente.biodiesel 4. • Las emisiones específicas de NOx incrementaron ligeramente, y alcanzaron un máximo para la mezcla B20 en torno al 3% respecto al Diesel CONCLUSIONES corriente. Se presentan los índices de emisión en términos de masa de contaminante por unidad• En términos generales, las pruebas de combustible quemado. dinamométricas perimitieron corroborar el efec- to benéfico desde el punto de vista ambiental del • El biodiesel presenta ciertas desventajas respec- biodiesel empleado en forma pura y en mezcla to al diesel fósil como son la disminución en el con diesel. torque y la potencia generada, además de un incremento en el consumo de combustible.• Disminuyen el CO, HC, material particulado, • Dentro de las ventajas del biodiesel están que es hollín y la opacidad de humos. un combustible obtenido de cultivos renovables,4 Entrevista. BENJUMEA, Pedro. Profesor Universidad Nacional de Colombia. Medellín, 21 de Junio de 2007.
  19. 19. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 19 alta viscosidad que lubrica y protege las pare- ICP, 22 Años desarrollando tecnología. [En línea]. des internas del motor y su baja contaminación BUCARAMANGA, Colombia. s.n. 2007. además de generar empleo y crecimiento para el <http://www.ecopetrol.com.co/ sector agrícola en el país. contenido.aspx?conID=40190&catID=200> [Consultada: 9 de Julio de 2007]• El tratamiento estadístico de los datos experimen- tales mostró que el intervalode confianza es del Entrevista. BENJUMEA, Pedro. Profesor Univer- 95% , tanto en el análisis de parámetros mecáni- sidad Nacional de Colombia. Medellín, 21 de cos como ambientales, con excepción en algunos Junio de 2007. casos de las mezclas B20; debido probablemente a LEY 939 DE 2004. Bogota: Legis, 2005. Art. 4. inexactitudes en la experimentación o a que las SUÁREZ PÉREZ, S y Mejía, L. Ministerio de diferencias de las mediciones estaban dentro del Ambiente, Vivienda y Desarrollo Teritorial y rango de precisión de los equipos de medida. Ninisterio de Minas y Energia. [En línea]. Bo-• El rendimiento efectivo del motor no se vio afec- gotá. s.n. 2005. tado con el uso de biodiesel, por el contrario, se <http://www.minambiente.gov.co/ apreció un ligero incremento (1%) con el uso de juridica_normatividad/normatividad/ B20, probablemente debido a la aportación de viceministeri ambiente/ambiental/combusti- bles/res_1289_070905.pdf> oxígeno molecular. [Consultada: 4 de Julio de 2007]• Las emisiones específicas de CO disminuyen Probst, O. EL BIODIESEL COMO ALTERNA- entre 3 y 14% al usar B5 y B20 respectivamente TIVA LIMPIA Y RENOVABLE PARA EL respecto al diesel corriente, a bajos grados de TRANSPORTE. [En línea]. MONTERREY, carga (pme = 0.85 bar); esta diferencia se hace México. s.n. 2001 menor a medida que incrementa el grado de car- <http://transferencia.mty.itesm.mx/56/56- ga del motor, debido a que mejoran las condi- III.03.html> ciones de operación. [Consultada: 5 de Julio de 2007]• Desde el punto de vista mecánico del motor, el DÍAZ, H. Técnicas de estudio. [En línea]. consumo adicional de combustible apenas se ve MARACAY, Venezuela. s.n. 2003. <http:// ligeramente incrementado. Estos resultados son www.ilustrados.com/publicaciones/ válidos para el motor de ensayos utilizado y para EpZFEyFZZpHdRSUhYY.php> una altitud sobre el nivel del mar de 1500m (Me- [Consultada: 6 de Julio de 2007] dellín). Corporacion para el Desarrollo Industrial de la Biotecnología -CORPOBID-. Proyecto para la REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS producción de biodiesel a partir de la palma afri- cana en Colombia.AUSTIN M, Tomás. Definición del problema a <http://galeon.com/separacionfrutos/ investigar y de los objetivos de investigación. pbiodiesel.pdf > [En línea]. TEMUCO, Chile. 2004 [Consultada: 23 de Septiembre de 2007]<http://www.angelfire.com/emo/tomaustin/ AGUDELO SANTAMARÍA, John y Met/guiadosproblema.HTM>[Consultada: 2 BENJUMEA HERNÁNDEZ, Pedro. Biodiesel de Julio de 2007] de aceite crudo de palma colombiano.1ra Edi- ción. Universidad de Antioquia. Octubre dePADRÓN, J. Publicaciones del Decanato de 2004. pág 1-21. [Consultada: 17 de Octubre de Postgrado de la USR. Que es un problema de 2007] investigación. [En línea]. Caracas: s.n. 1996. AGUDELO SANTAMARÍA, John y BENJUMEA HERNÁNDEZ, Pedro. Diagnósti-<http://www.geocities.com/josepadron.geo/ co de la combustión de biocombustibles en moto- Que_es_un_problema.htm> res. 1ra Edición. Colciencias. Marzo de 2007. pág[Consultada: 2 de Julio de 2007] 65-75. [Consultada: 25 de Enero de 2008]
  20. 20. 20 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 AUTOMATIZACIÓN DE JUGUETES DESDE EL AULA: UNA MIRADA DESDE LAS METODOLOGÍAS ACTIVA Y TRADICIONAL Víctor Hernández Jaramillo, Ing Mecánico Esp. Automática e-mail vicman1313@yahoo.es José Alfredo Palacio Fernández, Ing. Electrónico e-mail joseapalacio@hotmail.com Edgar Mario Rico Mesa, Ing. Electrónico e-mail edgarmrico@yahoo.com.ar Grupo de Investigación GARPE Tecnológico Pascual Bravo, Institución Universitaria Medellín, Colombia Julio, 2006Resumen . Este documento es una breve descripción 1. INTRODUCCIÓNsobre el trabajo inicial del proyecto de investigación:Robótica pedagógica desde la automatización de ju- El trabajo que se muestra en este artículo permiteguetes desde el aula, el cual busca desarrollar las dar a conocer un proyecto de investigación que des-metodologías de enseñanza denominadas robótica cribe en su comienzo la planeación de las metodo-pedagógica y tradicional en la tecnología mecatrónica logías a trabajar y el estado de arte de la metodolo-de la unidad de mecánica del Instituto Tecnológico gía activa (robótica pedagógica) en Colombia, a tra-Pascual Bravo, en el momento se han realizado una vés de esta propuesta se busca poner al servicio deserie de actividades enfocados a la búsqueda de estra- la educación una mezcla de componentes pedagógi-tegias de mayor impacto en la comprensión de los cos y tecnológicos que dan como resultado un pa-temas tecnológicos que contribuyan con el mejora- quete educativo que pueda propender por mejorarmiento de la calidad del tecnólogo formado en la ins- la calidad de la enseñanza en el tecnológico y entitución. Colombia , verificando las bondades y los defectos que permitan generar la comparación entre las dosPalabras Clave : Robótica, Pedagogía, Juguetes, Me- metodología, validando la efectividad y la viabili-todología, Tecnología dad de poder implementar la estrategia pedagógica mas acorde en la tecnología mecatrónica. Se trataAbstract . This document is a brief description on the entonces de una investigación experimental en don-initial work of the investigation project: Pedagogical de se determina con mayor confiabilidad las rela-robotics from the automatization of toys from the ciones causa efecto para lo cual se formara dos gru-classroom, which looks for to develop the pos que se les aplicara dos tipos de metodología demethodologies of pedagogical and traditional robotic enseñanza: robótica pedagógica y tradicional, en eleducation denominated in the mecatrónica technology transcurso de la aplicación se analizara y se evaluaraof the unit of mechanics of the Technological Institute los resultados del trabajo realizado con los estudian-Paschal Bravo, at the moment a series of activities tes durante y después de terminar la prueba pilotofocused to the search of strategies of greater impact in con el fin de definir la metodología a desarrollar enthe understanding of the technological subjects that la tecnología mecatrónica del instituto tecnológicohas been made they contribute with the improvement pascual bravo.of the quality of the technologist formed in theinstitution. Sin embargo este trabajo no es el primero en su genero en desarrollarse pues en las últimas décadasKey words : Robotics, Pedagogic, Toys, Methodology, en el sector educativo colombiano ha existido in-Technology tentos de cambiar el modelo de aprendizaje, pasan- do de una enseñanza magistral (educación tradicio- nal) a una enseñanza con tutores apoyados en los
  21. 21. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 21medios tecnológicos que estén a su alcance (educa- las herramientas requeridas, en número y en cali-ción activa). Para ello se ha tratado de dotar a dife- dad; también, por la forma clásica como el docenterentes centros educativos de salas de cómputo a través de la metodología tradicional, no incluye(TICS) y se ha cambiado el método de evaluación otros tipos de medios con los cuales se obtengan,de las materias; estas características se acentuaron de una forma lúdica y de interacción con el dicente,más en la década de los 90s del siglo pasado, de esta resultados satisfactorios que permitan una mayorforma se busca que el proceso de enseñanza tenga connotación de una formación en investigaciónlas herramientas tecnológicas y pedagógicas acor- (Ministerio de educación nacional, 2004).des, pues a través del conocimiento es que cual-quier individuo podrá mejorar su calidad de vida; El tema entonces se inscribe en el campo de la re-esto concuerda con la misma constitución de Co- novación de estrategias pedagógicas por medio delombia (articulo 67 y 70) que contempla a la edu- tecnologías, a partir de la robótica pedagógica ycación como un derecho de la persona y un deber tradicional, que permitan elevar la calidad de ladel estado de promoverlo y fomentarlo. Debido a educación en Colombia y particularmente en ella importancia de la educación, los gobiernos de la Instituto Tecnológico Pascual Bravo en la tecnolo-época han tratado de cambiar sus delineamientos, gía mecatrónica.esto se ve reflejado en la ley 115 que va en conso-nancia con la constitución colombiana y los avan- Este tipo de proyectos enfocados a nuevas tecno-ces de la educación a nivel mundial de enlazar las logías aplicadas a la educación desarrollados ennuevas corrientes pedagógicas con la tecnología, de Colombia, están basados en la tecnología de la in-tal forma que la calidad de la educación sea óptima formática, los indicios de trabajos de investigacióny que contribuye con gran fuerza en el desarrollo desarrollados en el tema se remontan a la década deindustrial del país (Noguera, 2002). Sin embargo los 80s del siglo pasado con trabajos basados en elhasta el momento los cambios metodológicos se logo con un marco teórico de orientación piagetianahan hecho sin la compenetración adecuada, y lo que marco el comienzo del uso de tecnología en lapeor es que no se ha enfocado la educación hacia el educación, en 1984 se realiza el primer simposiodesarrollo de una cultura investigativa y mucho internacional de informática educativa realizado enmenos se le ha dado las pautas para poder ejercer- argentina, en Colombia se empieza a estudiar ello; son muy pocas las personas que han tenido ac- tema debido al interés de la presidencia de generarceso a esta información, pues sólo se empieza a una comunidad académica y el desarrollo de even-conocer en los últimos años de la educación supe- tos como compuexpo y foros organizados porrior. Como ya se ha observado que el gobierno tie- ASCUN, además se desarrolla el primer simposione una gran preocupación sobre la evolución de la colombiano de informática, educación y capacita-educación y no menos preocupada se encuentra la ción en donde la experiencias de los expositoressociedad, en especial las entidades oficiales y priva- giran alrededor de aplicaciones con el LOGO , adas dedicadas al manejo de la industria colombia- finales de los ochentas Colciencias financia un li-na; pues, gran parte de ellos entiende que el desa- bro enfocado a la informática educativa, y se crearrollo tecnológico de la industria depende de la ca- la primera revista de informática educativa por lalidad de la educación que reciben los futuros profe- universidad de los andes y Colciencias .A partir desionales y a la vez que la educación superior se con- 1992 se crea la red iberoamericana de informáticavierta en un verdadero polo de desarrollo tecnoló- educativa en donde el nodo colombiano es uno degico, que sirva como soporte a la industria colom- los miembros mas activos, también se realiza elbiana (De Ferranti, 2003). primer congreso nacional de informática educati- va, a partir de allí se han desarrollado trabajos inte-La incorporación de nuevas tecnologías a la educa- resantes sobre informática educativa tales como:ción en nuestro país comienza sólo ahora a ser con- Ambiente computarizado para el aprendizajesiderada como tema de interés, posiblemente por autodirigido del diseño, Posibilidades y limitacio-la dificultad que se reconoce para que las institu- nes para el fortalecimiento de la capacidadciones educativas estén suficientemente dotadas con institucional en ciencia y tecnología en las institu-
  22. 22. 22 Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008ciones educativas: El caso de la escuela Honorio existe la intención de motivar a jóvenes estudian-Villegas, La tecnología como influencia tes mediante la aproximación de el juguete mecáni-motivacional en ambientes educativos marginados, co de la infancia al juguete intervenido por laentre otros (Henao, 2000).. sensorica, la programación de funciones y los con- troles, sintetizando es una intervención de jugue-En la actualidad, el municipio de Medellín desarro- tes que permiten modelar y resolver problemas conlla un programa sobre talleres de robótica denomi- fundamento en la automatización.nado Aula taller explora, en la Universidad EAFITse tienen cursos de Robótica para principiantes y La principal bondad al aplicar este método, es laavanzados, en la UPB Medellín se tienen semille- transversalidad curricular pues la robótica (temaros para niños entre 8 y 10 años; en la Universidad de trabajo) no solo se enmarca en la mecánica, lade Antioquia se desarrolla un semillero de Robó- electrónica y la informática sino también en la len-tica enfocado a estudiantes de último año de cole- gua materna con su literatura, las lenguas extranje-gio y primeros semestres de universidad. ras en su tecnología de punta, en las ciencias socia- les por su historia, en la física por los fenómenos Contenido que intervienen en su funcionalidad, en la mate- Marco Teórico máticas por sus cálculos de diseño y desarrollo, Robótica pedagógica entre otros y en el desarrollo de la docencia pues permite explorar el conocimiento y llevar al estu-El desarrollo de la robótica pedagógica consiste en diante al aprendizaje a través de la solución de pro-una constante construcción de tecnofactos blemas (automatización de juguetes) a través dedidácticos que permitan a través de la experimen- montajes de equipos y de modelos mecánicos –tación constatar las teorías y los conceptos de la electrónicos (Sánchez C., 2004: Eduteka).ciencia y reconocer los fenómenos quecoadyuvaron a la generación de nuestra actual tec- Tradicionalnología, toda esta actividad debe ser complemen-tada con su formación académica. La mecánica de la escuela tradicional es enseñar una gran cantidad de conocimientos enfocados a unA través de este proceso se busca que los estudian- plan de estudio cuantitativo teniendo como con-tes desde muy temprana edad comiencen a tener secuencia un aprendizaje acumulativo. La priori-un perfil investigativo en donde a partir de la expe- dad es la generación de un aprendizaje individualrimentación se generen nuevas reglas, nuevas teo- de los estudiantes creando costumbres como me-rías concebidas por ellos mismos y de conocer las morizar los temas, esperar ordenes del profesor,teorías actuales, es decir no se trata de imponerles mínima capacidad de análisis, y rivalidad entre es-la teoría ya establecida por la ciencia si no que los tudiantes; el elemento didáctico por excelencia esestudiantes la descubran en el transcurso de la ex- la exposición de los temas de la asignatura.perimentación, por lo tanto a través de esta disci-plina se desarrolla una orientación en la enseñan- Una de las características de la metodología tradi-za de la ciencia y la tecnología basado en la escuela cional es darle toda la importancia a los resultadospedagógica activa en donde se enfoca mas en la ad- del aprendizaje, se ignora el análisis de la evoluciónquisición de los métodos que en la adquisición del del proceso de aprendizaje, ya que no tiene en cuen-conocimiento, buscando de esta forma que el estu- ta los vínculos que se generan entre: maestro alum-diante adquiera herramientas que le permiten no, alumno alumno, alumno currículum, alumnoaprender el conocimiento requerido en el momen- conocimiento entre otros, el alumno es consideradoto propicio.” (González, 1999) un individuo aislado que es el objeto de enseñanza del conocimiento necesario para su desenvolvimien-Se debe tener claro que la robótica pedagógica apli- to en la sociedad en todos los niveles.cada en este caso concreto, se desarrollara partien-do de la adquisición de experiencias en el desarro- El maestro de la Escuela Tradicional no intentallo y automatización de juguetes. Pedagógicamente enriquecerse de información leyendo diversos li-
  23. 23. Revista CINTEX • Tecnológico Pascual Bravo Institución Universitaria • No. 13 - 2008 23bros para dar sus clases, debido a que tiene la infor- Luego de evidenciar la falta de documentación demación básica de los cursos a impartir, llega al sa- soporte del tema en estas instituciones, se definiólón de clases con el propósito de realizar dictados evaluar la búsqueda bibliográfica como documen-o escribe la teoría en el tablero, los alumnos copian tación asociada a uno de los temas en menciónsin antes dar una explicación del contenido de la como son robótica y pedagogía pero cuyo fin setemática, pues solo el maestro es el que sabe y ense- orienta la tecnología en función de la educación elña .(González 1999).. cual produjo el siguiente resultado Resultados Tabla 2 - Bibliografía regional heterogéneaPara lograr una mayor efectividad en el proyecto INSTITUCIÓNse debe buscar la adecuada documentación en los PROYECTO DEGRADO REVISTAStemas mas desconocidos por su corto tiempo de LIBROS OTROSconcepción, por lo tanto se realiza una búsquedade información sobre teorías referidas a la metodo-logía de enseñanza activa.Búsqueda bibliográfica sobre educación activa (ro- U de A 3 3 0 0 _____________________________________________________________bótica pedagógica) UN 0 2 0 0 _____________________________________________________________Inicialmente se ha desarrollado un rastreo biblio- ITM 1 4 0 1 _____________________________________________________________gráfico donde se quiere mostrar el estado actual de CD _____________________________________________________________la robótica pedagógica en nuestro país, realizado UPB 2 0 0 0 _____________________________________________________________en las principales universidades de la ciudad de UCC 1 0 0 0 _____________________________________________________________Medellín como primera instancia, luego en el país, EIA 0 4 0 0en todos los casos se verifico la existencia en docu-mentales, artículos de revista, Libros, Memorias de Por lo anterior se puede deducir que la existenciaproyectos de grado, Videos o información impresa de un posible discurso al respecto es inexistente yen cualquier medio audiovisual. por lo tanto se encuentra en construcción para la ciudad, por lo cual se requiere una ampliación delPara realizar la búsqueda en la ciudad de Medellín, horizonte, para esto se amplio la búsqueda a nivelse tomo como referencia las siguientes institucio- nacional en cuyo caso se evaluaron las siguientesnes: instituciones. Tabla 1 - Bibliografía regional específica Tabla 3 bibliografía nacional PROYECTO INSTITUCIÓN DEGRADO REVISTAS CIUDAD PROYECTO DEGRADO LIBROS OTROS REVISTAS LIBROS OTROS Bogota (instituciones U. 0 1 0 0 Javeriana, UN, ECI, U Andes) 5 U de A 0 0 0 0_____________________________________________________________ 0 Cali (Instituciones U.Valle, 0 1 0 UN 0 0 0 0_____________________________________________________________ Santiago de Cali, ICESI) 0 ITM 0 0 0 0_____________________________________________________________ Barranquilla (instituciones 0 0 0 0 corp. Univ de la costa, U. UPB 0 0 0 0_____________________________________________________________ Atlantico, Udel caribe) UCC 0 0 0 0_____________________________________________________________ Pereira (Tecnológico de 0 1 0 0 EIA 0 0 0 0 Pereira)

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