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<strong>XIX</strong><br />
<strong>54</strong>
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN<br />
Es una publicación trimestral de la División de Estudios de Posgrado e Investigación del<br />
Instituto Tecnológico de Mérida. Los artículos firmados son responsabilidad de su autor. Se<br />
autoriza la reproducción si se cita la Fuente, edición de 250 ejemplares, Avenida Tecnológico<br />
S/N., Mérida, Yucatán, C.P. 97118, Tel (999) 964-5000<br />
CONSEJO EDITORIAL DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA<br />
MC. MIRNA MANZANILLA ROMERO<br />
PRESIDENTA<br />
DRA. ALMA ROSA CENTURIÓN YAH<br />
ING. MANUEL SOLÍS TREJO<br />
ING. FÉLIX J. AGUILAR VIVAS<br />
ING. CARLOS BERMEJO SABBACH<br />
MC OMAR E. SALAZAR SANTANA<br />
ING. VICENTE RIVERA CORONADO<br />
ING. LUIS JOAQUÍN MOTA PINO<br />
ING. JACQUELINE MELO GARCÍA<br />
SECRETARIA ACADÉMICA<br />
SECRETARIO DE RELACIONES INTERNAS Y EXTERNAS<br />
SECRETARIO DE FINANZAS Y COMERCIALIZACIÓN<br />
SECRETARIO TÉCNICO<br />
JEFE DE INFORMACIÓN<br />
JEFE DE EDICIÓN Y PRODUCCIÓN<br />
JEFE DE EDICIÓN DIGITAL<br />
JEFE DE RESGUARDO Y DISTRIBUCIÓN DE PUBLICACIONES<br />
COMITÉ EDITORIAL<br />
MANUEL A. SOLÍS TREJO<br />
ENRIQUE SAURI DUCH<br />
MARÍA INÉS QUINTAL AVILÉS<br />
GERARDO RIVERA MUÑOZ<br />
IVÁN RIVAS RUIZ<br />
GUSTAVO MONFORTE MÉNDEZ<br />
LUIS A. RODRÍGUEZ GIL<br />
BENIGNO ESCAMILLA SÁNCHEZ<br />
Portada: CHAC, DIOS DE LA LLUVIA<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NÚM <strong>54</strong> ISSN 0185-6294
CONTENIDO<br />
CONSERVACIÓN DE REBANADAS DE PITAHAYA (Hylocereus<br />
undatus) POR ATMÓSFERAS MODIFICADAS<br />
Vargas y Vargas, Lourdes *; Lizama Uc Gabriel; Aranda Ontiveros Z.;<br />
Centurión Yah Alma Rosa; Tamayo Cortez, Jorge y Sauri Duch, Enrique. ...... 1<br />
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE CAPTURADORES<br />
DE ENERGÍA BASADOS EN LA ENERGÍA GRAVITATORIA<br />
Ceh Soberanis, Oscar a ; Hernández, Daniel; Chan y Díaz, Enrique a ; Chi<br />
Loeza, Jorge a ; Argáez Aguilar, Marco a ; Díaz Mendoza, Alfredo b y Argáez<br />
Gutiérrez, José c ................................................................................................. 20<br />
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA<br />
INDUSTRIAL<br />
Díaz Mendoza, Alfredo 1 ; Pérez Canto, Julieta 2 y Moreno Gómez, Nidia 3 . ..... 29<br />
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE<br />
Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
Lizama Uc, Gabriel 1 ; Arjona Sabido, Raúl 1 ; Moguel Salazar, Fernando 2 ;<br />
Ortiz Vázquez, Elizabeth 1 y Rincón Arriaga, Susana 1 ..................................... 40<br />
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE<br />
EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE. (GENERACIÓN Y<br />
RESOLUCIÓN AUTOMÁTICA DEL MODELO MATEMÁTICO)<br />
Peraza González, Enrique E.; Pantí Canché, Ángel A.; Reyes Sosa, Carlos<br />
F.; Ceh Espinosa, Ricardo y Castro Álvarez, Manuel. .................................. 55<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NÚM. <strong>54</strong> i
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO<br />
A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus badionotus, POR<br />
MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
Rodríguez Gil, Luis Alfonso; Reyes Sosa, Carlos Francisco; Ruiz May,<br />
Aurea Luisa y Lucio Ramírez, Cynthia Paulina .............................................. 65<br />
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL<br />
DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE ORQUÍDEAS<br />
(Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
Nahuat Dzib, Sara Luz 1 ; S.L., Santana-Buzzy, Nancy 2 ; Giorgana-<br />
Figueroa, José Luis 1 ; Reyes-Sosa, Carlos Francisco 1 ; Rodríguez-Gil, Luis<br />
Alfonso 1 y Hernández-Espinosa, Margarita M 3 . ........................................... 79<br />
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS<br />
ESTUDIANTES<br />
Perera Alcocer, Carlos; Rodríguez Vázquez; Laura y Salazar Santana<br />
Omar. ............................................................................................................... 90<br />
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Ramírez Valenzuela Centeno, Raúl Iñigo ....................................................... 99<br />
DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO<br />
Oscar Ceh Soberanis, Eduardo Denis Alcocer, Enrique Chan y Díaz, Jorge<br />
Alberto Chi Loeza y Marco Humberto Argáez Aguilar ................................ 115<br />
ii REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 01-19. ISSN 0185-6294<br />
CONSERVACIÓN DE REBANADAS DE PITAHAYA (Hylocereus<br />
undatus) POR ATMÓSFERAS MODIFICADAS.<br />
Vargas y Vargas, Lourdes *; Lizama Uc Gabriel; Aranda Ontiveros Z.;<br />
Centurión Yah Alma Rosa; Tamayo Cortez, Jorge y Sauri Duch, Enrique.<br />
Unidad de Posgrado e Investigación,<br />
Instituto Tecnológico de Mérida Avenida Tecnológico S/N Apdo. Postal 9 -11 C.P. 97118,<br />
Mérida, Yucatán, México.<br />
*Autor responsable: correo electrónico: acras_99@yahoo.com<br />
Recibido: 26/Agosto/2013 Aceptado: 23/septiembre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
La pitahaya (Hylocereus undatus) es una cactácea con alto potencial económico<br />
originaria de América. La producción se comercializa principalmente en los<br />
mercados nacionales y también se coloca con éxito en el mercado internacional<br />
de frutos exóticos, en mayor medida como fruto fresco. Su conservación a bajas<br />
temperaturas hace que desarrollen daño por frío principalmente en la cáscara no<br />
obstante la pulpa presenta una buena calidad interna. El presente estudio tuvo<br />
como objetivo evaluar la conservación en fresco de rebanadas de pitahaya<br />
utilizando dos temperaturas de refrigeración (4 y 8ºC) y atmósferas modificadas<br />
pasivas con 2 diferentes películas plásticas polipropileno (PP) y polietileno de<br />
baja densidad (PEBD), para lo cual, se efectuaron determinaciones físicas,<br />
químicas y microbiológicas, así como la medición de los cambios en la<br />
composición atmosférica dentro de las películas. Se encontró que la mayor<br />
modificación de la atmósfera se alcanzó con las películas de polipropileno en<br />
ambas temperaturas, lo cual influyó en la conservación de la acidez y de la<br />
firmeza de las rebanadas, así como en el retraso del crecimiento microbiano y<br />
aunque la producción de etanol y acetaldehído fue mayor en esta película no se<br />
observó un efecto negativo en la aceptación de las rebanadas, lográndose<br />
conservar la vida útil hasta por 28 días.<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
Palabras clave: Pitahaya, rebanadas, atmósfera, refrigeración<br />
ABSTRACT<br />
The pitahaya (Hylocereus undatus) is a cactus native of America with high<br />
economic potential. The production is mainly traded in domestic markets and<br />
also placed successfully in the international market of exotic fruits, mainly as<br />
fresh fruit. Conservation at low temperatures develops chilling injury, mostly in<br />
the shell, however the pulp has good internal quality. The present study aimed to<br />
assess the conservation fresh slices of pitahaya using two refrigeration<br />
temperatures (4 and 8ºC) and passive modified atmosphere with 2 different<br />
polyethylene plastic films polypropylene (PP) and low density (LDPE ), for<br />
which , physical , chemical and microbiological determinations were carried out<br />
and the measurement of changes in atmospheric composition within the films .<br />
We found that the major modification of the atmosphere was reached with<br />
polypropylene films at both temperatures, which influenced the conservation of<br />
acidity and firmness of the slices as well as in retarding microbial growth and<br />
production while ethanol and acetaldehyde was higher in this film does not have<br />
a negative effect on the acceptance of the slices was observed, achieving keep<br />
life up to 28 days<br />
Key words: Pitahaya slices, atmosphere, cooling<br />
INTRODUCCIÓN<br />
La pitahaya (Hylocereus undatus), es una fruta tropical, de color rojo<br />
característico, su cáscara está cubierta por formaciones salientes llamadas<br />
brácteas, su pulpa es blanca y firme con una gran cantidad de semillas pequeñas<br />
de color negro esparcidas en toda la pulpa, el sabor característico es agridulce y<br />
tiene un suave y delicado aroma, este fruto es ampliamente consumido en varias<br />
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Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
partes de México y tiene un promisorio futuro comercial. Su vida útil a 20 ºC es<br />
de alrededor de 10 a 12 días, ya que disminuye su calidad interna principalmente<br />
por pérdida de su sabor agridulce característico. Durante su almacenamiento<br />
refrigerado a 4 y 8 °C, después de 15 a 18 días, su cáscara comienza a presentar<br />
pequeños daños como hendiduras de la piel o marchitamiento de las brácteas, lo<br />
cual disminuyen su calidad externa, sin que su pulpa presente cambios<br />
significativos en su aceptación sensorial, (Centurión et al., 2002).<br />
Una alternativa para la comercialización de la pulpa la representa la tecnología<br />
del procesamiento mínimo. Los frutos frescos cortados (FFC), son un tipo de<br />
productos preparados mediante operaciones unitarias de selección, lavado,<br />
pelado, deshuesado, cortado, etc.; higienizados mediante derivados clorados,<br />
peróxido de hidrógeno, ozono, antimicrobianos naturales y otros; tratados con<br />
agentes estabilizadores de color tales como ácido ascórbico y eritórbico,<br />
retenedores de firmeza (sales de calcio) y envasados en bolsas o bandejas con la<br />
inyección de distintos sistemas gaseosos que permitan mantener una atmósfera<br />
modificada en su interior (Soliva-Fortuny y Martín Belloso, 2003). Son<br />
conservados, distribuidos y comercializados bajo refrigeración (2-5ºC) y están<br />
listos para ser consumidos durante 7 a 14 días según el producto y técnica de<br />
conservación utilizada (Ahvenainen, 2000).<br />
La aparición de los productos mínimamente procesador, también llamados de IV<br />
gama, está asociada a los cambios en los hábitos de consumo en donde la<br />
comodidad se presenta como una característica preferida por los consumidores<br />
por cuanto estos alimentos presentan practicidad de consumo y facilidad de<br />
preparación.<br />
El mercado de IV gama aprovecha nuevas tecnologías para proporcionar al<br />
consumidor un producto hortícola o frutícola, con un valor añadido, listo para<br />
comer y que, al mismo tiempo, garantiza su seguridad y una alta calidad nutritiva<br />
y sensorial (Rodríguez y col., 2006)<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 3
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
El daño físico inherente en la preparación de productos mínimamente procesados<br />
provoca una inmediata respuesta fisiológica y bioquímica que se manifiesta con<br />
una aceleración de su metabolismo. Así, aumenta la actividad respiratoria y la<br />
velocidad de consumo de ácidos tricarboxílicos (acortando la supervivencia<br />
comercial), crece la emisión de etileno (que acelera la maduración y la<br />
senescencia) y se incrementa la transpiración (con pérdida de peso y riesgo de<br />
marchitamiento).Igualmente se aceleran una serie de cambios bioquímicos<br />
indeseables tales como pardeamiento, ablandamiento y diversas modificaciones<br />
organolépticas, nutritivas y un incremento en el crecimiento microbiano. El<br />
control de la respuesta a este daño físico es clave para obtener un producto de<br />
buena calidad. El impacto de estos efectos puede ser reducido mediante el<br />
enfriamiento de la muestra, por lo que estos alimentos requieren de conservación<br />
a temperaturas de refrigeración (Artés, 2006).<br />
Una tecnología usada como coadyuvante de la refrigeración la representa el<br />
almacenamiento en atmósferas modificadas. Una vez envasado el alimento en<br />
aire o en una mezcla de gases diferentes, la atmósfera evoluciona como<br />
consecuencia de la propia fisiología del alimentos y de las características del<br />
material de envase hasta alcanzar un estado de equilibrio dinámico o estado<br />
estacionario (Jacxsens et al., 2002). Si el producto está encerrado en una película<br />
impermeable, los niveles de oxígeno en el interior del paquete podrían descender<br />
a concentraciones muy bajas en las que se podría iniciar la respiración anaerobia.<br />
La anaerobiosis, con acumulación de etanol, acetaldehído y ácidos orgánicos,<br />
normalmente se asocia con olores y sabores desagradables y con una marcada<br />
degradación en la calidad. A la inversa, si las frutas u hortalizas se encierran en<br />
películas con permeabilidad excesiva, se producirá poca o ninguna modificación<br />
de la atmósfera en el interior del envase. Esta técnica es un procedimiento<br />
flexible, barato, aplicable a pequeña escala para prolongar la supervivencia<br />
comercial de productos hortofrutícolas frescos (Artés, 2000) Los productos<br />
frescos cortados por lo general son comercializados en bolsas de polietileno o<br />
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Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
bandejas de poliestireno cubiertas con películas plásticas, con apropiada<br />
permeabilidad a los distintos gases de interés. En pitahaya aún no hay la<br />
información acerca del efecto de los gases y del almacenamiento en películas<br />
plásticas sobre su calidad y vida útil. Por todo lo anterior el objetivo de este<br />
trabajo fue evaluar la conservación de rebanadas de pitahaya mediante<br />
refrigeración y atmósferas modificadas utilizando películas plásticas de<br />
polipropileno (PP) y polietileno de baja densidad (PEBD).<br />
MATERIALES Y MÉTODOS<br />
Materia prima Las pitahayas se cosecharon de manera manual en un huerto de<br />
Yaxcopoil, Yucatán, durante el mes de agosto, con una coloración roja en un<br />
70% de la cáscara lo que indica el grado de madurez con el cual la fruta alcanza<br />
sus mejores características de calidad sensorial (Centurión, 2002), con tamaños<br />
homogéneos y libres de daños. Después de la cosecha se transportaron al<br />
laboratorio de Alimentos del Tecnológico de Mérida en contenedores de 20 kg,<br />
se lavaron con agua y detergente comercial, se remojaron durante 5 minutos en<br />
una solución de 1000 ppm de cloro, dejándose secar al ambiente y se<br />
almacenaron a 8ºC hasta su procesamiento al día siguiente.<br />
Preparación de las rebanadas Las frutas fueron peladas de manera manual con<br />
un cuchillo de acero inoxidable y cada fruto se cortó en 4 o 5 rebanadas<br />
longitudinales de aproximadamente 2 cm de grosor. Todas las rebanadas se<br />
remojaron durante 5 minutos en una solución a 4 ºC conteniendo 500 ppm de<br />
cloro, 1 % de ácido ascórbico y 1% de cloruro de calcio, se dejaron escurrir para<br />
luego secarlas con gasas estériles, las rebanadas se dividieron en dos lotes y se<br />
empacaron en 78 recipientes de polipropileno rígido de un litro conteniendo cada<br />
uno aproximadamente 320 g de las rebanadas, los recipientes del primer lote se<br />
taparon con una película de polietileno de baja densidad (PEBD) con un grosor<br />
de 70 µ y el segundo con una película de polipropileno (PP) de 30 µ de grosor,<br />
en ambos casos las películas se sellaron con calor, y se almacenaron a 4 y 8 ºC.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 5
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
Durante el almacenamiento se tomaron muestras de los tratamientos al inicio y<br />
cada 7 días durante 35 días tomando 3 recipientes por temperatura y película<br />
como unidad experimental, estudiando como variables de respuesta la<br />
concentración de O2 y CO2 de la atmósfera dentro de la película, la acidez total,<br />
pérdida de peso, firmeza, conteo microbiano (bacterias, hongos y levaduras),<br />
contenido de etanol y acetaldehído y la aceptación general de las rebanadas de<br />
pitahaya.<br />
Cambios en la concentración atmosférica Los cambios en las concentraciones de<br />
O2 y CO2 dentro de los empaque fueron monitoreados usando un cromatógrafo<br />
de gases Varian Star 3400CX equipado con un detector de ionización de flama y<br />
una columna Porapak Q para el CO2,, para el caso del O2 el cromatógrafo<br />
constaba de un detector de conductividad térmica y una columna de tamiz<br />
molecular. En ambos casos se utilizó helio como gas portador. Para el cálculo de<br />
las concentraciones se utilizó un patrón de 5000 ppm de CO2 (PRAXAIR) y de<br />
21% para el O2. El resultado se expresó como % de CO2 o de O2 en la<br />
atmósfera dentro de las películas.<br />
Contenido de etanol y acetaldehído Se determinó de acuerdo a la metodología de<br />
espacio de cabeza propuesta por Davis y Chase (1969) expresando los resultados<br />
como mg de acetaldehído o etanol/ 100 g de pulpa.<br />
Pérdida de peso Se determinó durante el almacenamiento monitoreando el peso<br />
de las rebanadas dentro de las películas, antes y después del período de<br />
almacenamiento. El resultado se expresó como porcentaje de pérdida de peso<br />
(%)<br />
Acidez total Determinada por titulación volumétrica con NaOH 0.1 N de acuerdo<br />
al método oficial de la A.O.A.C. (1990). El resultado se expresó como % de<br />
ácido málico, que es el ácido predominante.<br />
Firmeza Se evaluó utilizando una prensa INSTRON serie 4440 usando una<br />
probeta cilíndrica de 1.2 cm de diámetro, con una velocidad de 25 mm/min de<br />
6 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
avance hasta una penetración de 3mm. La firmeza es expresada como la fuerza<br />
máxima aplicada en kilogramos-fuerza (kgf)<br />
Aceptación general de las rebanadas se realizó con la ayuda de 12 panelistas, sin<br />
previo entrenamiento (Bai et al., 2001), La aceptación se registró como el valor<br />
medio de las calificaciones de los 12 catadores utilizando una escala hedónica<br />
del 1 al 9 (Sancho et al.1999)<br />
Evaluación microbiana Para el análisis microbiológico se utilizó la técnica de<br />
cultivo en placa. Para hongos se utilizó el medio agar dextrosa y papa (PDA)<br />
incubando a 25°C x 72 horas, para levaduras se usó el medio YPG (levadura,<br />
peptona y glucosa) incubando a 25°C por 48 horas y para el recuento de<br />
bacterias se usó caldo de soya tripticaseína incubando a 30°C por 48 horas,<br />
expresando los resultados como unidades formadoras de colonias por gramo de<br />
muestra (ufc/ g) (Izumi, 1999)<br />
Análisis Estadístico El efecto de la temperatura y las películas sobre la calidad de<br />
las rebanadas de pitahaya se realizó utilizando el paquete Statgraphics Plus®<br />
para Windows mediante un análisis de varianza (ANOVA) comparando las<br />
diferencias significativas entre los valores de las medias por medio de una prueba<br />
de Tukey utilizando un nivel de significancia de P=0.05 (Artés y Aguayo, 2000)<br />
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
El cambio en la composición gaseosa de O 2 y CO 2 dentro de empaques (Figuras<br />
1 y 2) muestra que la concentración de estos gases varió a través del tiempo, lo<br />
cual se debe fundamentalmente a la respiración de las rebanadas de pitahaya<br />
dentro de las películas y al intercambio gaseoso entre la atmósfera por dentro y<br />
fuera del empaque según las características de permeabilidad del material de la<br />
película, dando como resultado la disminución en el consumo de O 2 y la<br />
acumulación de CO 2 . Los cambios en la composición gaseosa dependieron de la<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 7
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
temperatura, ya que fueron las muestras conservadas a 8ºC quienes presentaron<br />
la concentración más alta de CO 2 y los valores más bajos de O 2 durante el<br />
almacenamiento, siendo la película de PP quien alcanzó la mayor modificación<br />
de la atmósfera a diferencia del PEBD, lo cual es debido a los valores más bajos<br />
de permeabilidad al O 2 y CO 2 .<br />
Los porcentajes obtenidos de CO 2 en las películas mantenidas tanto a 4 como<br />
8ºC resultaron benéficos en la conservación de la vida útil, concentraciones<br />
alrededor del producto entre 2-5% de O 2 y 3-8% de CO 2 .se ha observado que son<br />
eficaces para ampliar la vida útil de una amplia gama de frutas y hortalizas<br />
retrasando los procesos de maduración y de senescencia, tales como degradación<br />
de la clorofila, ablandamiento, oscurecimiento enzimático y disminución de los<br />
síntomas de daño por frío (Ospina y col, 2008)<br />
Bióxido de carbono (%)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
PEBD-CO2<br />
PEBD-O2<br />
PP-CO2<br />
PP-O2<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Oxígeno (%)<br />
0<br />
0 7 14 21 28 35<br />
Tiempo (días)<br />
0<br />
Figura 1. Cambios en las concentraciones de bióxido de carbono y oxígeno dentro de los<br />
empaques con rebanadas de pitahaya almacenadas a 4 ºC. Líneas verticales representan la<br />
desviación estándar<br />
8 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
PEBD-CO2<br />
PP-CO2<br />
Bioxido de carbono (%)<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
PEBD-O2<br />
PP-O2<br />
0 7 14 21 28<br />
Tiempo (días)<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Oxìgeno (%)<br />
Figura 2. Cambios en las concentraciones de bióxido de carbono y oxígeno dentro de los<br />
empaques con rebanadas de pitahaya almacenadas a 8ºC. Líneas verticales representan la<br />
desviación estándar<br />
En tanto, que la disminución de la intensidad respiratoria ocurre cuando los<br />
niveles de oxígeno están por debajo del 12% (Romojaro et al., 1996) por lo que<br />
los porcentajes obtenidos en las diferentes películas (a excepción del PEBD a<br />
4ºC) se mantuvieron por debajo de este nivel indicando que se logró disminuir la<br />
actividad respiratoria de las rebanadas repercutiendo en el mantenimiento<br />
durante un mayor tiempo de las características de calidad.<br />
El metabolismo anaerobio es una de las manifestaciones más importantes del<br />
cambio de la respiración aerobia a anaerobia de los frutos siendo el contenido de<br />
etanol en los tejidos un indicador del grado de fermentación. Los resultados<br />
encontrados muestran que la composición atmosférica creada dentro de los<br />
empaques estimuló la producción de acetaldehído y etanol siendo las rebanadas<br />
mantenidas en bolsas de PP las que presentaron la mayor producción de estos<br />
metabolitos, comenzándose a detectar a partir de los 14 días tanto a 4 como a 8<br />
ºC, en tanto que la producción de etanol se dio a partir de los 21 y a los 14 días a<br />
4ºC a 8 ºC, respectivamente.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 9
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
En las bolsas de PEBD (Figura 3), el contenido de estos metabolitos se comenzó<br />
a detectar a los 21 y 14 días a 4 y 8 ºC para el acetaldehído, y para el etanol a los<br />
28 y 21 días para las mismas temperaturas, respectivamente (Figura 4). En ambas<br />
películas y temperaturas los valores de estos metabolitos se fueron<br />
incrementando a lo largo del almacenamiento pero los valores encontrados en las<br />
muestras mantenidas en PEBD fueron significativamente más pequeños que los<br />
encontrados en las rebanadas de PP.<br />
Lo anterior nos indica que película de PP al presentar menor permeabilidad, las<br />
concentraciones de oxígeno y bióxido de carbono creados en el interior fueron<br />
más estresantes lo que dio lugar a una mayor producción de etanol y<br />
acetaldehído indicando una mayor desviación metabólica hacia el metabolismo<br />
fermentativo.<br />
mg de acetaldehído/100 g<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
PEBD-8°C<br />
PEBD-4°C<br />
PP-8°C<br />
PP-4°C<br />
0 7 14 21 28 35<br />
Tiempo (días)<br />
Figura 3. Efecto de las atmósferas modificadas sobre el contenido de acetaldehído en rebanadas<br />
de pitahaya mantenidas a 4 y 8 ºC Líneas verticales representan la desviación estándar<br />
10 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
mgde etanol/ 100 g<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
PEBD-8°C<br />
PP-4°C<br />
PP-8°C<br />
PEBD-4°C<br />
0<br />
0 7 14 21 28<br />
Tiempo (días)<br />
Figura 4. Efecto de las atmósferas modificadas sobre el contenido de etanol en rebanadas de<br />
pitahaya mantenidas a 4 y 8 ºC Líneas verticales representan la desviación estándar<br />
El incremento de etanol en el periodo de almacenamiento es debido al estrés<br />
(atmósfera, temperatura) al que son sometidas las frutas, ya que al incrementarse<br />
el periodo de frigo conservación las condiciones de anaerobiosis se agudizan en<br />
virtud de que el tejido al estar vivo sigue respirando pero la disponibilidad de<br />
oxigeno va disminuyendo, ya que el producto está confinado dentro de una<br />
película plástica, además de haber experimentado un daño físico antes del<br />
almacenamiento. En resumen, tanto las películas, la temperatura y el tiempo de<br />
almacenamiento presentaron un efecto significativo sobre el contenido de etanol<br />
y acetaldehído, siendo las rebanadas conservadas en películas de PP en ambas<br />
temperaturas quienes presentaron la mayor concentración de estos metabolitos<br />
anaerobios.<br />
La pérdida de peso de las rebanadas (Figura 5), se empezó a detectar a partir de<br />
los 28 y 14 días para las temperaturas de 4 y 8 ºC, respectivamente, para ambas<br />
películas, aumentando a lo largo del almacenamiento siendo mayor en las<br />
rebanadas empacadas con películas de PEBD a 8ºC, relacionándose con la mayor<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 11
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
permeabilidad, y con la temperatura ya que al incrementarse la temperatura<br />
aumenta la actividad metabólica (Artés. 2006). Sin embargo, las pérdidas fueron<br />
menor al 0.5% en todos los casos, debido a la formación de una atmósfera<br />
saturada de vapor de agua dentro de los empaques y a la baja permeabilidad de<br />
las películas al vapor de agua lo cual ayudó a evitar la pérdida de peso por<br />
transpiración.<br />
La pérdida de peso de las rebanadas aunque se fue incrementando a lo largo del<br />
almacenamiento fue menor al 1%, lo cual habla del efecto favorecedor de las<br />
atmósferas creadas con las dos películas diferentes, ya que se han reportado para<br />
pitahayas enteras embolsadas en películas plásticas de polietileno de alta<br />
densidad pérdidas de peso de 3.9% después de 25 días de almacenamiento a 8ºC<br />
(Zebadua, 2005), así mismo, Alique y Zamorano (2000) reportan que en<br />
productos vegetales se deben de producir pérdidas superiores al 8% para<br />
producir una alteración irreversible en la calidad del producto.<br />
0,6<br />
0,5<br />
PEBD-4ºC<br />
PEBD-8ºC<br />
PP-4ºC<br />
PP-8ºC<br />
% de pérdida<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0<br />
0 7 14 21 28 35<br />
Tiempo (días)<br />
Figura 5. Pérdida de peso en rebanadas de pitahaya almacenadas bajo condiciones de atmósfera<br />
modificada a diferentes temperaturas. Líneas verticales representan la desviación estándar<br />
12 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
La conservación de la acidez estuvo relacionada con la permeabilidad de las<br />
películas utilizadas (Figura 6). En la película de PEBD, al haber una menor<br />
modificación de la atmósfera, la pérdida de acidez fue significativamente mayor<br />
con respecto a las rebanadas mantenidas en PP, sin embargo, los valores de<br />
acidez encontrados en las películas de PEBD se mantuvieron constantes a partir<br />
de los 14 días y 7 días para las temperaturas de 4 y 8ºC respectivamente. En las<br />
rebanadas de almacenadas en PP a 8ºC, hay una disminución de la acidez en los<br />
primeros 7días de almacenamiento, para luego permanecer constante hasta el<br />
final de los 28 días, en tanto que a 4ºC con la misma película, el comportamiento<br />
de la acidez es similar al encontrado a 8ºC y a partir de los 7 días empieza a<br />
darse un incremento en la acidez, el cual aunque numéricamente va aumentando<br />
estadísticamente no es significativo con respecto a los valores de acidez<br />
encontrados a partir de los 14 días. Este incremento pudo deberse a la<br />
acumulación de ácidos orgánicos por efecto de la baja temperatura.<br />
% de acidez<br />
0,8<br />
0,75<br />
0,7<br />
0,65<br />
0,6<br />
0,55<br />
0,5<br />
0,45<br />
0,4<br />
0,35<br />
0,3<br />
PEBD-8ºC<br />
PP-4ºC<br />
PP-8ºC<br />
PEBD-4ºC<br />
0 7 14 21 28<br />
Tiempo (días)<br />
Figura 6. Acidez en rebanadas de pitahaya almacenadas bajo condiciones de atmósfera<br />
modificada a diferentes temperaturas. Líneas verticales representan la desviación estándar<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 13
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
Una de las ventajas de almacenamiento en atmósfera modificada es la de<br />
disminuir más lentamente el contenido de ácidos orgánicos en los productos. En<br />
los frutos de pitahaya el contenido de acidez es un parámetro importante para<br />
determinar la calidad organoléptica, manteniéndose este parámetro en un rango<br />
de 0.35 a 0.7% ya que fuera de estos el fruto empieza a perder su sabor agridulce<br />
volviéndose insípida (Centurión.2002), los valores de acidez de las rebanadas se<br />
mantuvieron dentro de este rango aún con el aumento en este contenido a 4ºC en<br />
PP por lo tanto los frutos tiende a mantener su calidad organoléptica.<br />
La firmeza, junto con el sabor, es un parámetro de importancia en la calidad del<br />
producto con procesamiento mínimo, las sales de calcio han jugado un papel<br />
importante como agentes de firmeza en una gran variedad de frutas frescas<br />
cortadas ya que la mantienen al formar entrecruzamientos con la pared celular y<br />
las pectinas de la laminilla media estabilizando membranas celulares (Saftner et<br />
al., 2003), en las rebanadas de pitahaya una concentración de 1% de cloruro de<br />
calcio durante el remojo fue usada para prevenir o disminuir los cambios de<br />
textura manteniéndola por mayor tiempo junto con las atmósferas se logró un<br />
incremento de la textura al inicio del almacenamiento, y las concentraciones de<br />
O 2 y CO 2 alcanzadas con las películas de PP afectaron de manera positiva la<br />
textura<br />
La firmeza de las muestras conservadas en PEBD, en ambas temperaturas,<br />
presentaron valores de textura más bajos que el de las rebanadas conservadas<br />
con películas de PP. Siendo las rebanadas mantenidas a 4ºC con PP quienes<br />
presentaron valores más altos con respecto a la primera película (Figura 7). En<br />
ambas temperaturas y bajo condiciones diferentes se dio un incremento en la<br />
textura a los 7 días de almacenamiento, lo cual pudo ser efecto los cambios<br />
sufridos por las rebanadas al momento del procesamiento, ya que las actividades<br />
enzimáticas se incrementan notablemente como una respuesta al daño mecánico (<br />
Mercado & Aquino. 2005), así mismo el calcio también puede activar a esta<br />
enzima, lo cual permitiría una mayor proporción de grupos _COOH en la<br />
14 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
pectina, éstos a su vez permiten una mayor interacción con el Ca+2, lo cual<br />
contribuye al mantenimiento de la textura (Mercado & Aquino. 2005)<br />
Textura (kgf)<br />
1,2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
PEBD-4°C<br />
PEBD-8°C<br />
PP-4ºC<br />
PP-8ºC<br />
0 7 14 21 28 35<br />
Tiempo (días)<br />
Figura 7. Textura en rebanadas de pitahaya almacenadas bajo condiciones de atmósfera<br />
modificada a diferentes temperaturas. Líneas verticales representan la desviación estándar<br />
La mayor disminución en la concentración de O 2 y el mayor aumento en la de<br />
CO 2 en el empaque con PP retardó el incremento de la cuenta microbiana con<br />
respecto al PEBD, ya que se mantuvo en niveles relativamente bajos, 102 y 103 a<br />
4 y 8°C respectivamente durante los 28 días de almacenamiento estudiados, en<br />
tanto que en el PEBD, la cuenta microbiana se empezó a incrementar a partir de<br />
los 14 días de almacenamiento alcanzando valores de 103 y 104 UFC/g a las<br />
mismas temperaturas respectivamente al final de almacenamiento. Estudios<br />
realizados en frutas frescas cortadas envasadas han demostrado que la microflora<br />
natural es de alrededor de 104 y 105 UFC /g (Martínez et al. 2002) tomando<br />
como criterio de rechazo conteos totales superiores a 104 (ufc/g) y de hongos y<br />
levaduras mayores que 103 UFC /g. Basándonos en este criterio fueron las<br />
muestras mantenidas en PP a 4ºC, quienes mostraron las menores cuentas<br />
microbianas al final de los 35 días de almacenamiento.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 15
CONSERVACIÓN DE REBANAS DE PITAHAYA (HYLOCEREUS UNDATUS) POR ATMÓSFERAS CONTROLADAS<br />
El análisis sensorial indicó que las rebanadas mantenidas en ambas películas al<br />
inicio del tratamiento mostraron un buen nivel de aceptación por parte de los<br />
catadores obteniéndose calificaciones arriba de 7 (me gusta mucho), en una<br />
escala de 9 puntos. A 8ºC las rebanadas mantenidas en PEBD y PP fueron<br />
calificadas como rebanadas de aceptación moderada hasta los 21 días de<br />
almacenamiento y después de este tiempo comenzaron a presentar crecimiento<br />
microbiano por lo que fueron desechadas para su análisis sensorial. En tanto que<br />
las rebanadas mantenidas a esa misma temperatura con PEBD presentaron una<br />
aceptación menor, calificándolas con 7 (me gusta ligeramente) a 4ºC y las<br />
rebanadas envasadas con PP mantuvieron buenas calificaciones iniciales (arriba<br />
de 7) hasta los 28 días de muestro, aunque los catadores las calificaron como<br />
muestras ácidas no influyó en la calidad de las rebanadas permitiendo obtener un<br />
producto con una vida útil de al menos 28 días. Las rebanadas control iniciaron<br />
equilibradas en cuanto acidez y dulzor para luego presentar calificaciones de<br />
fruta poco acida lo cual le restó aceptación.<br />
CONCLUSIÓN<br />
Las rebanadas de pitahaya, independientemente de la atmósfera utilizada<br />
presentaron mayor aceptación en cuanto a textura, acidez y sabor aquellas<br />
mantenidas a 4ºC que las conservadas a 8ºC a excepción de la dulzura que tuvo<br />
mayor aceptación a 8ºC. El análisis sensorial reportó un efecto beneficioso de las<br />
atmósferas modificadas sobre la calidad de las rebanadas de pitahaya, siendo las<br />
rebanadas mantenidas en PP quienes lograron, mejor textura, aroma y<br />
mantenimiento de la acidez y aunque con esta película se estimuló la<br />
concentración de etanol y acetaldehído en mayor proporción que en la película<br />
de PEBD no influyó en la calidad de las rebanadas permitiendo obtener un<br />
producto con una vida útil de al menos 28 días.<br />
16 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Vargas y Vargas, L.; Lizama Uc, G.; Aranda Ontiveros, Z.; Centurión Yah, A., Tamayo Cortez J. y Sauri Duch. E.<br />
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.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 19
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 20-27. ISSN 0185-6294<br />
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE<br />
CAPTURADORES DE ENERGÍA BASADOS EN LA<br />
ENERGÍA GRAVITATORIA<br />
Ceh Soberanis, Oscar a ; Hernández, Daniel; Chan y Díaz, Enrique a ; Chi<br />
Loeza, Jorge a ; Argáez Aguilar, Marco a ; Díaz Mendoza, Alfredo b y<br />
Argáez Gutiérrez, José c .<br />
a Departamento de Metal-Mecánica, b Departamento de Ingeniería Industrial<br />
Instituto Tecnológico de Mérida, Avenida Tecnológico S/N Apdo. Postal 9 -11 C.P. 97118,<br />
Mérida, Yucatán, México.<br />
c KORIANDER S.A. DE C.V.<br />
Fracc. San Carlos C.P. 97130, Mérida, Yucatán<br />
Recibido: 29/Agosto/2013 Aceptado: 30/septiembre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
Se desarrolló un sistema capturador de energía gravitatoria mediante un<br />
material piezoeléctrico llamado Titanato Circonato de Plomo (PZT), el<br />
sistema cuenta con 12 celdas dividido en 3 módulos, las celdas se fueron<br />
implementadas a partir de zumbadores comerciales de la marca Fujitsu de<br />
2.5 cm de diámetro, las celdas fueron encapsuladas por medio de resina<br />
epoxi de poliéster. Las celdas produjeron 1.56 volts individualmente y el<br />
sistema completo puede producir energía necesaria para cargar una pila de<br />
12 v y 7 Ah en 15 horas.<br />
Palabras clave: Energía gravitatoria, Titanato Circonato de plomo (PZT)<br />
ABSTRACT<br />
A gravitatory energy harvesting system was development using a<br />
piezoelectric material called Lead Zirconium Titanate (PZT), the system has<br />
12 cells divided into 3 modules, cells were implemented from commercial<br />
buzzers Fujitsu with 2.5 cm in diameter, the cells were encapsulated by<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
Ceh Soberanis, O.; Hernández, D.; Chan y Díaz, E.; Chi Loeza, J.; Argáez Aguilar, M.; Díaz Mendoza, A. y<br />
Argáez Gutiérrez, J.<br />
epoxy polyester resin. The cells produced 1.56 volts individually and the<br />
entire system can produce energy to charge a battery 12 v 7 Ah in 15 hours.<br />
Key words: gravitatory energy; lead zirconium titanate (PZT)<br />
INTRODUCCIÓN<br />
En la actualidad una de las principales preocupaciones de la mundo es la<br />
reducción de la rapidez de producción de petróleo a nivel mundial, lo que ha<br />
influido en el incremento de los precios actuales a nivel mundial de los<br />
combustibles derivados de petróleo, así como una tendencia a continuar la<br />
reducción en la producción y el incremento en los precios de los productos<br />
derivados del petróleo. [International Energy Agency]<br />
El uso de la energía renovable es una posible solución a la dependencia de<br />
los combustibles fósiles en la vida diaria de los seres humanos. Así mismo<br />
el uso adecuado los hogares de la energía renovable permite mejorar la<br />
economía de los usuarios.<br />
Los mecanismos de producción de electricidad convencionales son todos<br />
aquellos en donde se queman tanto combustibles fósiles como minerales los<br />
cuales no son renovables. Existen por otro lado otros mecanismos<br />
alternativos que son renovables como la energía eólica, la energía solar, la<br />
energía de los mares, la energía gravitatoria, etc. Actualmente se han<br />
desarrollado diversos dispositivos para capturar energía de los diversos<br />
mecanismos alternativos.<br />
Se han desarrollado celdas solares tanto de estado sólido [Mendoza-Pérez R.<br />
et. al] como celdas solares foto electro químicas [Zhao Hu H. et. al] con<br />
eficiencias relativamente altas [NREL]. Así mismo se han diseñado<br />
estructuras para la captura de la energía eólica, entre estas estructuras se<br />
encuentran los aerogeneradores verticales y horizontales, siendo los más<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 21
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE CAPTURADORES DE ENERGÍA BASADOS EN LA ENERGÍA<br />
GRAVITATORIA<br />
eficientes los generadores horizontales con la desventaja de tener que<br />
montarlo en estructuras muy elevadas (≈35 m) [Riegler et. al].<br />
Por otro lado, hasta el momento no se ha desarrollado extensivamente<br />
sistemas que aprovechen la energía gravitatoria, actualmente existen<br />
aplicaciones en el área de la microelectrónica.<br />
En éste trabajo se propone el diseño de un ladrillo que proveche la energía<br />
gravitatoria, mediante el uso de un material piezoeléctrico llamado Titanato<br />
Circonato de Plomo (PZT) en cual tiene una respuesta piezoeléctrica<br />
experimental obtenido por otros autores d33 =300 x 10 -12 C/N. El sistema<br />
tendrá una estructura de 12 celdas piezoeléctricas.<br />
MATERIALES Y MÉTODOS<br />
Para la fabricación del sistema capturador de energía gravitatoria se<br />
utilizaron celdas comerciales modelo SY-35T2A1 fabricadas de PZT, una<br />
celda típica se muestran en la figura 1a, en donde se observa la geometría<br />
circular del material, el espesor de la celda y los contactos óhmicos. Se<br />
construyó un sistema para medir la respuesta piezoeléctrica del material<br />
utilizando una tarjeta de adquisición de datos USB-NIDAQ-6009 controlada<br />
mediante el software LabView, un esquema del sistema es mostrado en la<br />
figura 2, en él puede apreciarse los diversos dispositivos utilizados, así<br />
como los parámetros utilizados en la captura de la respuesta eléctrica de la<br />
celda.<br />
Con el objeto de mejorar la resistencia mecánica de la celda se encapsulo en<br />
una resina epoxi de poliéster. La resina se montó en un molde circular y se<br />
secó a temperatura ambiente como se muestra en la figura 1b.<br />
22 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Ceh Soberanis, O.; Hernández, D.; Chan y Díaz, E.; Chi Loeza, J.; Argáez Aguilar, M.; Díaz Mendoza, A. y<br />
Argáez Gutiérrez, J.<br />
Figura 1. a) Celdas de PZT comerciales, b) Encapsulado de la celda con resina epoxi de<br />
poliéster.<br />
a)<br />
b)<br />
Figura 2. a) Esquema del sistema de medición de la respuesta piezoeléctrica directa, b)<br />
captura con el software de la medición de la respuesta de voltaje baja una carga<br />
mecánica.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 23
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE CAPTURADORES DE ENERGÍA BASADOS EN LA ENERGÍA<br />
GRAVITATORIA<br />
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
Se construyó un sistema para la medición de la respuesta piezoeléctrica del<br />
ladrillo capturador de energía gravitatoria. Como se muestra en la figura 3.<br />
En ella se muestra el esquema electrónico del sistema, donde puede<br />
apreciarse los diversos componentes necesarios para maximizar la captura<br />
de energía. Para la medición de la energía se utilizaron una tarjeta de<br />
adquisición de datos USB-NIDAQ-6009 y un osciloscopio modelo<br />
GDS.1102-U, así como el software LabView 2012.<br />
Figura 3. Esquema electrónico del sistema capturador de energía gravitatoria, en el<br />
incerto a) se muestra el sistema electrónico de una sola celda.<br />
El sistema completo consta de 3 módulos de 4 celdas conectadas a diodos<br />
rectificadores y bloquedores de paso, lo último debido a que alguno de los<br />
piezo eléctricos podría consumir la potencia producida por los otros.<br />
Las mediciones obtenidas en los diversos sistemas se presentan a<br />
continuación, en la figura 4 se muestra la respuesta típica de voltaje contra<br />
24 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Ceh Soberanis, O.; Hernández, D.; Chan y Díaz, E.; Chi Loeza, J.; Argáez Aguilar, M.; Díaz Mendoza, A. y<br />
Argáez Gutiérrez, J.<br />
el tiempo del sistema. En la figura se aprecia que al aplicarle un carga de 47<br />
kg se produce un voltaje de 1.56 VRMS y un amperaje de 10 mA , por lo<br />
que la celda capturadora de energía gravitatoria unitaria es capaz de<br />
producir una potencia de 15.6 mWatts. Por otro lado, considerando que para<br />
poder alimentar una pila recargable es necesario 8.4 Watts, entonces, para<br />
ello se diseñó una estructura de 12 celdas divididas en 3 módulos como se<br />
muestra en la figura 5. Con ello será posible recargar al 100 % una pila de<br />
12 V y 7 Ah después de 24 h.<br />
Figura 4. Respuesta de voltaje al aplicarle pulsos de carga mecánica a un piezoeléctrico<br />
La respuesta eléctrica del sistema completo se muestran en la figura 6, en él<br />
se observa que al aplicar una carga de 47 kg se obtienen voltaje de<br />
aproximadamente 12, lo que comprueba que es posible cargar un pila<br />
recargable durante 10 horas de carga con el sistema desarrollado. Las<br />
pruebas de carga se encuentran en proceso de realización. Con el propósito<br />
de probar el sistema se utilizó un dispositivo USB conectado al sistema,<br />
después de 10 minutos se había cargado el dispositivo en un 30%<br />
aproximadamente.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 25
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE CAPTURADORES DE ENERGÍA BASADOS EN LA ENERGÍA<br />
GRAVITATORIA<br />
Figura 5. Sistema completo encapsulado con resina epoxi de poliéster.<br />
26 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
Ceh Soberanis, O.; Hernández, D.; Chan y Díaz, E.; Chi Loeza, J.; Argáez Aguilar, M.; Díaz Mendoza, A. y<br />
Argáez Gutiérrez, J.<br />
Figura 6. Respuesta eléctrica del sistema completo al aplicarle 47 kg de carga mecánica con<br />
una frecuencia de 5 Hz.<br />
CONCLUSIÓN<br />
El desarrollo del proyecto permitió obtener un conjunto de resultados que<br />
nos llevaron a las siguientes conclusiones.<br />
Se logró construir un sistema que mejoró la resistencia mecánica de la celda,<br />
mediante un encapsulado con resina epoxi, se logró aplicar con ello una<br />
carga de 47 kg sin sufrir ningún daño aparente; también se capturar la<br />
suficiente energía gravitatoria para poder cargar un dispositivo USB, con la<br />
respuesta eléctrica del sistema se cree es posible cargar una pila de 12 volts<br />
y 7 Ah.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 27
DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE CAPTURADORES DE ENERGÍA BASADOS EN LA ENERGÍA<br />
GRAVITATORIA<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
International Energy Agency, Work Energy Outlook, (2010).<br />
R. Mendoza-Pérez, J. Aguilar Hernández. G. Contreras-Puente y J. Sastre-<br />
Hernández, Estudio comparativo de la degradación de celdas solares de<br />
CdTe con CDS procesado por CBD y CSVT. Revista Mexicana de<br />
Física 58, 397 (2012)<br />
www.nrel.gov/news/features/feature_detail.cfm/feature_id=2055<br />
Zhao Hu H. , Oskam G. and E. Rincon M., Perspectivas mexicanas de<br />
investigación y desarrollo de celdas solares orgánico/inorgánico,<br />
NanoGe journal on energy and sustainability 1, 011002, (2013)<br />
Riegler H. and Ropatec A.G., HAWT vs VAWT, Refocus, 3, 44 (2003)<br />
www.victordanilochkin.org/research/turbine/papers/HAWT%20versus.<br />
pdf<br />
28 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 29-39. ISSN 0185-6294<br />
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA<br />
INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
Díaz Mendoza, Alfredo 1 ; Pérez Canto, Julieta 2 y Moreno Gómez, Nidia 3 .<br />
1 Departamento de Ingeniería Industrial, I. T. de Mérida.<br />
2 Departamento Económico Administrativos, I. T. de Mérida.<br />
3 Departamento de Ingeniería en Sistemas Computacionales, I. T. de Mérida.<br />
Cuerpo Académico de Innovación y Emprendedurismo, ITM.<br />
Instituto Tecnológico de Mérida, Avenida Tecnológico S/N Apdo. Postal 9 -11 C.P. 97118,<br />
Mérida, Yucatán, México<br />
Recibido: 09/Septiembre/2013 Aceptado: 08/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
Actualmente, el conocimiento que se genera en las IES y en las empresas, es<br />
a grandes velocidades, lo que hace necesario que en la formación y<br />
enseñanza de los Ingenieros Industriales en los planes por competencias, se<br />
utilicen métodos acordes a las necesidades que surgen de los requerimientos<br />
del manejo de la gran cantidad de información, así como el aprendizaje de<br />
las técnicas de creatividad que le permitan al estudiante obtener resultados<br />
adecuados y rápidos para innovar de la manera más efectiva. El uso de la<br />
metodología del Aprendizaje Basado en Proyectos en las asignaturas del<br />
plan de estudios que lo permitan podrá contribuir de una manera efectiva<br />
para lograr una mejora en la utilización de la creatividad del estudiante,<br />
contribuir en su formación, en su aptitud profesional y lograr una actitud<br />
que lo identifique como Ingeniero industrial.<br />
Palabras clave: Sociedad del Conocimiento; I+D; Creatividad, Ingeniería,<br />
Pensamiento Creativo; competencias; Aprendizaje basado en Proyectos.<br />
ABSTRACT<br />
Currently, the knowledge generated in HEIs and enterprises, is at high<br />
speeds, which makes it necessary in the training and education of Industrial<br />
Engineers plans for skills, methods used chords to the needs arising from<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
management requirements of the large amount of information, as well as<br />
learning the creative techniques that allow the student to obtain adequate<br />
and rapid results to innovate in the most effective manner. Using the<br />
methodology of Projects Based Learning in the subjects of the curriculum<br />
may be permitted to contribute effectively to bring about an improvement in<br />
the use of student creativity, contribute to their training, their professional<br />
competence and achieve an attitude that identifies them as industrial<br />
engineer.<br />
Key words: Knowledge Society; R&D; Creativity, Engineering, Creative<br />
Thinking; skills; Project based learning<br />
INTRODUCCIÓN<br />
En la actualidad, se ha dado por llamarle sociedad del conocimiento a lo que<br />
es-tamos viviendo. Con ello se quiere decir que el desarrollo que tenemos<br />
no está basado primordialmente en la producción de bienes y materiales y el<br />
correspondiente intercambio de ellos, sino en la generación de<br />
conocimientos. Esta producción de conocimientos es responsabilidad de las<br />
IES como se establece en las funciones de las mismas.<br />
A partir de la Segunda Guerra Mundial, la investigación científica comienza<br />
a realizarse de manera sistemática por las empresas e instituciones que no se<br />
dedicaban primordialmente a la educación logrando, además, mayor<br />
cantidad de conocimiento que las IES.<br />
Luego entonces, las IES no tienen la exclusividad en la creación del<br />
conocimiento y en la investigación científica y tecnológica. Entonces, el<br />
concepto “sociedad del conocimiento” nos señala que no es exclusivo de<br />
ninguna institución en particular.<br />
La situación se vuelve más complicada si tomamos en cuenta el aspecto del<br />
almacenamiento y acceso al conocimiento, ya que las fuentes de<br />
información están por todo el mundo y su acceso a ellas es sencillo y rápido.<br />
Si se considera la innovación, o sea, la colocación en el mercado de los<br />
30 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
DÍAZ MENDOZA, A.; PÉREZ CANTO, J. Y MORENO GÓMEZ, N.<br />
resultados de la investigación, la situación se complica aún más, debido a lo<br />
que se ha dado en llamar “la paradoja de la I+D”, pues en muchos países<br />
aunque el financiamiento de la misma sea grande, la innovación tecnológica<br />
va detrás de la I+D. Esto indica que algo muy sencillo, que no funciona<br />
como debería ser la relación que existe entre los actores fundamentales de la<br />
investigación, el desarrollo, la sociedad y el mercado. Luego entonces, es<br />
muy conveniente ubicar la medida en la que a las IES les corresponde<br />
ayudar a resolver este problema, ya que su papel es fundamental dentro de<br />
la sociedad del conocimiento.<br />
Sin embargo, en las empresas las personas que realizan las tareas de<br />
innovación son gentes formadas en las IES. Entonces, si la responsabilidad<br />
de la formación de los profesionales es responsabilidad de las IES, ¿Qué<br />
deben hacer estas instituciones para lograr que esa formación de los<br />
profesionales de cualquier índole cubra los requerimientos actuales de la<br />
sociedad del conocimiento?, ¿Qué cono-cimientos les deben proporcionar a<br />
los profesionales que están formando para estar acordes a las necesidades?<br />
LA CREATIVIDAD Y EL PENSAMIENTO CREATIVO<br />
La creatividad es un concepto complicado para de definir. Cada autor que<br />
escribe sobre el tema tiene su punto de vista muy particular sobre é, lo que<br />
hace al concepto algo no muy claro para la gente. Pero lo que si queda claro<br />
en las diferentes expresiones de las definiciones respecto al concepto de la<br />
creatividad es que es un proceso mental.<br />
Algunas definiciones proporcionadas por autores como Morris I. Stein y<br />
Edward De Bono, nos dicen que se refiere a la creación de algo que no<br />
existe pero que tiene valor para otras personas.<br />
El primer autor nos dice que la creatividad es el desarrollo de ideas nuevas u<br />
originales que tienen valor para un grupo de otras personas y De Bono se<br />
refiere a la creación de algo que no existe.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 31
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
En pocas palabras, puede afirmarse que la creatividad es tener la posibilidad<br />
de innovar y hallar soluciones nuevas a los problemas que enfrentan los<br />
ingenieros industriales en su desempeño profesional, aunque pudiéramos<br />
decir lo mismo para las demás profesiones y en las ciencias aplicadas,<br />
considerando a la creatividad como un proceso lógico que ayuda a cualquier<br />
persona en sus trabajos cotidianos.<br />
Luego entonces, la creatividad es algo definido y determinado en base a<br />
unas técnicas conocidas. En la ingeniería industrial el comienzo para<br />
reconocer a la creatividad es mediante el aprendizaje de sus conceptos<br />
lógicos y metodológicos que servirán para conocer la necesidad de la<br />
utilización de la creatividad en los proyectos que realizará durante su<br />
desempeño profesional, lo que le permitirá volverse más competitivo.<br />
Por otro lado, Edward De Bono plantea la existencia de dos tipos de<br />
pensamiento:<br />
a) el pensamiento creativo.<br />
b) el pensamiento reactivo.<br />
El pensamiento reactivo consiste en el diálogo y en la argumentación<br />
dialéctica y su utilidad se basa en la manera como se reacciona ante un<br />
interlocutor pero no genera propuestas. En cambio, el pensamiento creativo<br />
se centra en producir pro-puestas, establecer objetivos, evaluar prioridades y<br />
generar alternativas de solución a los problemas. Podemos decir que este<br />
proceso se parece en mucho al procedimiento que estudiamos en muchas<br />
materias del plan de estudios de la ingeniería industrial. Debemos tener en<br />
cuenta que la intención y lo que hacemos para resolver los problemas a los<br />
que nos enfrentamos es lo que permite convertir las ideas en realidades.<br />
Podemos decir entonces, que se puede aprender a aplicar el pensamiento<br />
creativo como se aprende cualquier habilidad. De esta manera, según De<br />
Bono, el pensamiento creativo se puede representar de la manera siguiente:<br />
1. Exploración. Se busca información y materiales no relacionados<br />
entre sí y se hacen conexiones, produciendo nuevas ideas.<br />
2. Ruptura. Se analizan estas distintas conexiones y se buscan pautas<br />
no usuales.<br />
32 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
DÍAZ MENDOZA, A.; PÉREZ CANTO, J. Y MORENO GÓMEZ, N.<br />
3. Incubación. Se fantasea en la mente y se quebrantan normas, para<br />
situar al “objeto” en nuevos contextos, aplicaciones y usos.<br />
4. Éxito. Se trata del nacimiento real de la idea. Esta fase es<br />
imprevisible, aun-que existen técnicas para incentivar las ideas y<br />
controlar su aparición.<br />
5. Aplicación. Se evalúa la viabilidad de las ideas generadas en las<br />
anteriores fases. En realidad en esta fase se realiza una<br />
retroalimentación del proceso.<br />
En ingeniería industrial, se hace patente la necesidad de utilizar el<br />
pensamiento creativo, al introducir el proceso creativo al desarrollo de<br />
proyectos tradicional en las diferentes materias de la carrera. Se debe tener<br />
en cuenta que enseñar a pensar creativamente es tan complejo y factible<br />
como enseñar a las personas matemáticas, física o cualquier materia de la<br />
ingeniería industrial. Pero no significa que el que estudia creatividad se<br />
volverá un genio. Sin embargo, hay una gran cantidad de cosas que se<br />
pueden hacer con creatividad sin serlo. Solo debemos tener en cuenta que la<br />
enseñanza implica voluntad, destreza y método. Es necesario que desde la<br />
educación primaria a la persona se le enseñe a pensar creativamente.<br />
Con la demanda investigación e innovación actual, se exige a los ingenieros<br />
industriales generar ideas innovadoras en el desarrollo de proyectos para<br />
incentivar la Investigación y el Desarrollo (I+D). Es en este punto que la<br />
creatividad se vuelve importante. Por esta razón, se debe formar al alumno<br />
de ingeniería industrial en creatividad, indicarle para que sirve la<br />
creatividad, cómo usarla y su aplicación sobre la metodología de proyectos<br />
en ingeniería industrial, de modo que los alumnos afronten los retos y que<br />
conozcan sus destrezas, amén de que el pensamiento creativo permite tener<br />
un enfoque coherente y real del mundo laboral actual.<br />
LA INGENIERÍA INDUSTRIAL CREATIVA<br />
En la enseñanza de la ingeniería industrial debemos ocuparnos que se<br />
vuelva creativa, procurando que en las asignaturas fundamentales de la<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 33
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
formación del ingeniero industrial se muestren y, sobre todo, se apliquen<br />
conceptos como:<br />
a) La enseñanza de las técnicas de creatividad, que muchas veces<br />
encontramos que le faltan al alumno.<br />
b) La administración de proyectos, tomando en consideración desde el<br />
momento que se genera la idea hasta la manera de venderlo<br />
adecuadamente.<br />
c) La administración de la Investigación y Desarrollo (I+D),<br />
particularmente en la creación e introducción de nuevos productos al<br />
mercado o la mejora de algunos otros.<br />
d) No deja de ser fundamental el conjunto de conocimientos para el<br />
manejo de la propiedad industrial, el registro de patentes y marcas de<br />
los productos que se generen.<br />
e) Por último, pero no deja ser importante, mostrarle al alumno las<br />
relaciones que existen entre la ingeniería, la industria y la<br />
creatividad.<br />
Si logramos que en nuestros planes de estudio de la carrera de ingeniería<br />
industrial se incluyan estos contenidos podemos lograr mucho en la mejora<br />
de la formación de los ingenieros industriales. Para esto, debemos los<br />
profesores de la carrera unir nuestros esfuerzos para lograr el control sobre<br />
el pensamiento creativo, por muy difícil que lo consideremos o que sea a<br />
largo plazo. Por muy poco que logremos en este campo, podremos lograr<br />
grandes progresos para que los egresados de la carrera aprendan a lograr los<br />
objetivos por muy complejos que sean con el mínimo de recursos, lo que<br />
implica un aumento en su productividad.<br />
LOS PLANES DE ESTUDIO POR COMPETENCIAS<br />
Marcelo A. Sobrevila, comenta en su interesante obra, que el ingeniero<br />
industrial de nuestros días se desempeñará en un ambiente muy competitivo<br />
y deberá ser un profesional capaz de usar sus conocimientos para lograr<br />
resultados satisfactorios en la práctica. Luego entonces se espera que el<br />
ingeniero tenga una conducta basada en dos conceptos fundamentales:<br />
34 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
DÍAZ MENDOZA, A.; PÉREZ CANTO, J. Y MORENO GÓMEZ, N.<br />
a) Aptitud Profesional. Se refiere al conjunto de conocimientos<br />
esenciales que le permiten entender los hechos actuales de la<br />
ingeniería y estar preparado para entender los hechos futuros,<br />
siempre vigilante.<br />
b) Actitud Profesional. Conjunto de hábitos que configuran su actitud<br />
frente a los problemas de su profesión con una metodología<br />
específica que lo identifica como ingeniero. Es decir, que<br />
independientemente de su área de desempeño, el ingeniero debe<br />
tener una postura que lo identifique, una forma de encarar los<br />
problemas que sea típica y característica de él, como sucede con<br />
otras profesiones.<br />
Respecto a los puntos anteriores podemos decir que en el aspecto de la<br />
aptitud profesional, es suficiente lo que se propone en la enseñanza de las<br />
ciencias básicas e informática, pero debe darse énfasis al aprendizaje y<br />
aplicaciones de la creatividad para resolver problemas y tampoco intentar<br />
sustituir el aprendizaje de las técnicas duras (Investigación de Operaciones,<br />
algoritmos en general) para la toma de decisiones por paquetes de software.<br />
Lo que se propone es el aprendizaje de la técnica y cuando se domine<br />
utilizar los paquetes computacionales para ayudarse en la solución del<br />
problema y posterior toma de decisiones a la que se enfrentará.<br />
En el caso de la actitud profesional, debemos preocuparnos y ocuparnos en<br />
enseñar a nuestros alumnos a ser ingenieros y para lograr esto creemos que<br />
se debe desarrollar y perfeccionar una relación efectiva entre la institución y<br />
las empresas del entorno para lograr una mejor formación de los alumnos.<br />
No olvidemos que muchos profesionales que todavía están activos en las<br />
IES y en las empresas se formaron cuando la regla de cálculo era el<br />
instrumento que identificaba a la ingeniería. Han cambiado muchas cosas<br />
desde entonces. Pero con toda seguridad, esos cambios son pequeños<br />
respecto a los que se verán en las próximas décadas. Por eso es necesario ser<br />
prudentes al momento de definir una enseñanza por competencias que pueda<br />
ser rígida o detallada en exceso. Lo que es esencial es contar con cuerpos<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 35
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
académicos que actúen como gestores del conocimiento, estando al<br />
corriente de lo que ocurre en el mundo para adaptar la enseñanza a esa<br />
comprensión. Esa adaptación no debe ser sólo el trabajo de los profesores,<br />
sino fruto del trabajo de un equipo relacionado con el entorno que se<br />
esfuerza por ver más allá de las respuestas que recibe de él.<br />
El profesor debe formar por competencias y entender las que se requieren y<br />
las que puede entregar en mayor medida considerando su experiencia,<br />
conocimientos y habilidades. También compete al profesor contribuir a la<br />
educación de los futuros ingenieros industriales aportando su experiencia y<br />
perspectivas de vida.<br />
Así mismo, es importante considerar que existen competencias de vigencia<br />
permanente, como las destrezas intelectuales, la capacidad de aprendizaje<br />
autónomo, la creatividad, la capacidad de comunicación oral y escrita, la<br />
disposición al emprendimiento, las competencias de liderazgo, el manejo del<br />
propio idioma y de otros idiomas. Conseguir estas destrezas es difícil, a<br />
menos que formen parte de los objetivos de los cursos profesionales<br />
propiamente tales. Pero vale la pena de-dicar esfuerzos a desarrollarlas.<br />
Adicionalmente a lo antes mencionado, pudiera ser que algunas<br />
metodologías de enseñanza puedan proporcionar mejores resultados en el<br />
aprendizaje y formación de los ingenieros industriales, principalmente para<br />
asignaturas como Evaluación y Formulación de Proyectos, Simulación,<br />
Diseño de Plantas, Diseño de Productos, Administración de Operaciones,<br />
etc.<br />
Una de estas metodologías puede ser el Aprendizaje Basado en Proyectos<br />
(ABP) que es un método docente en donde el estudiante es el protagonista<br />
de su propio aprendizaje. En este método, el aprendizaje de los<br />
conocimientos tiene la misma importancia que la adquisición de las<br />
habilidades y actitudes.<br />
36 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
DÍAZ MENDOZA, A.; PÉREZ CANTO, J. Y MORENO GÓMEZ, N.<br />
El método consiste en la realización de un proyecto de cierta envergadura y<br />
en grupo. Ese proyecto debió ser sido analizado previamente por el profesor<br />
para asegurarse de que el alumno tiene todo lo necesario para resolverlo y<br />
que en su resolución desarrollará todas las destrezas que se desea. El<br />
desarrollo del proyecto empieza con una pregunta generadora. Esta no debe<br />
tener una respuesta simple basada en información, sino requerir del ejercicio<br />
del pensamiento crítico para su resolución. El proyecto ayuda a modelar el<br />
pensamiento crítico y ofrece el andamiaje suficiente para que el estudiante<br />
aprenda a realizar las tareas cognitivas que caracterizan el pensamiento<br />
crítico. El ABP tiene diversos objetivos, entre los más representativos<br />
podemos encontrar:<br />
1. Formar personas capaces de interpretar los fenómenos y los<br />
acontecimientos que ocurren a su alrededor.<br />
2. Desarrollar la motivación hacia la búsqueda y producción de<br />
conocimientos, dado que a través de atractivas experiencias de<br />
aprendizaje que involucran a los estudiantes en proyectos complejos<br />
y del mundo real se desarrollan y aplican habilidades y<br />
conocimientos.<br />
El utilizar el ABP permite:<br />
1. La integración de asignaturas, reforzando la visión de conjunto de<br />
los saberes humanos.<br />
2. Organizar actividades en torno a un fin común, definido por los<br />
intereses de los estudiantes y con el compromiso adquirido por ellos.<br />
3. Fomentar la creatividad, la responsabilidad individual, el trabajo<br />
colaborativo, la capacidad crítica, la toma de decisiones, la eficiencia<br />
y la facilidad de expresar sus opiniones personales.<br />
4. Que los estudiantes experimenten las formas de interactuar que el<br />
mundo actual demanda.<br />
5. Combinar positivamente el aprendizaje de contenidos fundamentales<br />
y el desarrollo de destrezas que aumentan la autonomía en el<br />
aprender.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 37
LA INNOVACIÓN Y LA CREATIVIDAD EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL<br />
6. El desarrollo de la persona; los alumnos adquieren la experiencia y<br />
el espíritu de trabajar en grupo, a medida que ellos están en contacto<br />
con el proyecto.<br />
7. Desarrollar habilidades sociales relacionadas con el trabajo en grupo<br />
y la negociación, la planeación, la conducción, el monitoreo y la<br />
evaluación de las propias capacidades intelectuales, incluyendo<br />
resolución de problemas y hacer juicios de valor.<br />
8. Satisfacer una necesidad social, lo cual fortalece los valores y<br />
compromiso del estudiante con el entorno.<br />
Las fases para implementar un aprendizaje basado en proyectos son:<br />
1. Planteamiento de la investigación.<br />
2. Planeación, establecimiento de metas y objetivos a alcanzar.<br />
3. Orientación.<br />
4. Recolección de datos.<br />
5. Análisis de datos.<br />
6. Reporte de proyecto.<br />
7. Evaluación.<br />
CONCLUSIÓN<br />
En la época actual se ha vuelto muy importante el conjunto de<br />
conocimientos que poseemos y su generación. Esto influye en la forma de<br />
cómo se realizan las investigaciones y los proyectos en el área de I+D.<br />
La creatividad es un factor importante en la formación de los ingenieros<br />
industria-les, así como en el desarrollo de proyectos de investigación.<br />
Además, el pensamiento creativo es un valor definido, determinado en base<br />
unas técnicas conocidas. El método para reconocer la creatividad en<br />
ingeniería industrial empieza por el aprendizaje de los conceptos lógicos y<br />
metodológicos de la creatividad. La comprensión de estos procesos no es<br />
suficiente para convertir a un ingeniero industrial en creativo, pero sí lo<br />
ayuda a tener conciencia de la importancia de creatividad.<br />
38 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
DÍAZ MENDOZA, A.; PÉREZ CANTO, J. Y MORENO GÓMEZ, N.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
De Bono, Edward; “El pensamiento creativo. El poder del pensamiento lateral<br />
para la creación de nuevas ideas”. Ed. Apidós, 1999.<br />
Drucker, Peter; Creatividad e Innovación; Harvard Business Review; Ed.<br />
Deusto; 2000.<br />
King, N., Anderson, N.; Cómo Administrar la innovación y el cambio. Guía<br />
critica para organizaciones; Ed. Thomson; 2002.<br />
Ortega, Vicente; El ingeniero creativo; UPM.<br />
Oyarzún, Jorge; Reflexiones sobre la educación de los ingenieros; Ciencia y<br />
sociedad; U. de Chile.<br />
Sobrevila, Marcelo; La educación técnica; Academia Nacional de Educación;<br />
Argentina.<br />
Torres S., Luis C.; Ingeniería y Creatividad; Universidad Nacional de Colombia;<br />
2009.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 39
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 39-53. ISSN 0185-6294<br />
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE<br />
Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
Lizama Uc, Gabriel 1 ; Arjona Sabido, Raúl 1 ; Moguel Salazar,<br />
Fernando 2 ; Ortiz Vázquez, Elizabeth 1 y Rincón Arriaga, Susana 1<br />
1 Instituto Tecnológico de Mérida, Departamento de Ingeniería Química-Bioquímica,<br />
Av. Tecnológico S/N, CP. 97118, Mérida Yucatán México.<br />
2 Instituto Tecnológico Superior del Sur del Estado de Yucatán.<br />
Oxkutzcab, Yucatán<br />
Recibido: 11/Septiembre/2013 Aceptado: 14/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
El chile habanero (Capsicum chínense Jacq) al igual que otros miembros del<br />
genero Capsicum es susceptible a la enfermedad de la marchitez causada<br />
por Phytophthora capsici , en la actualidad este patógeno es controlado<br />
mediante la aplicación de agro-químicos sin embargo esta estrategia ha sido<br />
inefectiva además de causar daños al ambiente. En este trabajo evaluamos el<br />
efecto del quitosano de baja polimerización sobre el crecimiento de P.<br />
capsici y sobre la regulación a nivel trasncripcional. Los resultados<br />
obtenidos indican que a una concentración de 0.4 µg mL-1 se obtiene un<br />
98% de inhibición en el crecimiento, concentraciones superiores al 1%<br />
inhiben en un 100%; los ensayos de retardamiento demuestran que el<br />
quitosano se une fuertemente al ADN y al ARN; se evaluó el efecto del<br />
quitosano sobre la transcripción de P. capsici los análisis de despliegue<br />
diferencial demuestran que el quitosano modifica los niveles de transcrito.<br />
Palabras clave: Marchitez por Phytophthora, quitosan, Capsicum<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
LIZAMA UC, G.; ARJONA SABIDO, R.; MOGUEL SALAZAR, F.; ORTIZ VÁZQUEZ, E. Y RINCÓN ARRIAGA, S.<br />
ABSTRACT<br />
The habanero pepper (Capsicum chínense Jacq) similar to most members of<br />
the genus Capsicum is susceptible to the deadly disease Phytophthora blight<br />
caused by the oomycete Phytophthora capsici. Currently, this pathogen is<br />
controlled mainly with agrochemicals, a non-effective strategy with<br />
undesirable effects on the environment and human health. In this work we<br />
evaluated the effect of chitosan of low polymerization on growth and<br />
modification trancriptional. Cultivation of P. capsici in vitro in the presence<br />
of 0.4 µg mL-1 practically blocked its growth (98% to inhibition)<br />
concentration up to 1% blocked its grown (100% to inhibition). The gelretardation<br />
experiment showed that chitosan bound strongly to DNA and<br />
RNA of P. capsici. Analysis of transcriptional response date reveled that<br />
chitosan treatment leads changes in the expression profiles of P. capsici<br />
genes. These results indicate that chitosan low polymerization putative<br />
binding to intracellular targets such as DNA and RNA<br />
Key words: Phytophthora blight, chitosan, Capsicum<br />
INTRODUCCIÓN<br />
Phytopthora blight, causada por el oomiceo Phytophthora capsici, es una<br />
enfermedad devastadora de solanáceas (Ristaino and Johnston 1999), entre<br />
estas plantas, el chile habanero (Capsicum chinense Jacq.), es una de las<br />
especies que se cultivan en México, la cual adquirió importancia en los<br />
últimos años debido a su demanda en los mercados nacional e internacional.<br />
A pesar de haber sido descrita hace casi un siglo (Leonian, 1922), en la<br />
actualidad no existe ninguna especie con valor comercial del género<br />
Capsicum que sea resistente a la infección por este patógeno, la cual se<br />
previene mediante la rotación de cultivos y el manejo adecuado de riego, así<br />
como mediante el uso de agentes químicos sintéticos (Kuhajek et al., 2003).<br />
Sin embargo, el uso de pesticidas presenta varias desventajas; además de<br />
representar más del 25% de los costos de producción del chile habanero la<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 41
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
gran mayoría de ellos tiene efectos adversos sobre el medio ambiente. En<br />
este sentido, alternativas amigables con el medio ambiente para el combate<br />
de P. capsici aún son necesarios. Dentro de estas alternativas, el quitosano<br />
un compuesto no tóxico para las plantas, puede inducir o incrementar la<br />
resistencia sobre microorganismos patógenos cuando es aplicado a semillas<br />
(Lafontaine and Benhamou, 1996; Reddy et al, 1999), frutos (Benhamou,<br />
2004) y hojas (Trotel-Aziz et al., 2006); mediante la inducción de enzimas<br />
relacionadas con la defensa (Bautista-Baños et al., 2006; Lin et al., 2005) e<br />
incrementa la actividad antioxidativa (Harish Prashanth et al., 2007; Kim<br />
and Thomas, 2007).Tratamientos con quitosano incrementan la actividad de<br />
quitinasas y β-1-3 glucanasas en frutos de naranja y fresas (Bautista-Baños<br />
et al., 2006; Fajardo et al., 1998; Zhang and Quantick, 1998). El incremento<br />
de la actividad de polioxidasas en frutos de tomate resulta en un incremento<br />
en la resistencia sobre B. cinera (Ben-Shalom et al., 2003; Liu et al., 2007).<br />
Por otra parte el quitosano tiene un amplio espectro de actividad<br />
antimicrobiana (Jeon et al, 2001; Liu et al., 2006; No et al., 2002; Zheng and<br />
Zhu, 2003) inhibiendo el crecimiento de microorganismos como Escherichia<br />
coli, Pseudomonas aeroginosa, Candida albicans , Candida glabrata<br />
(Farzaneh et al., 2010) Fusarium oxysporum,( Al-Hetar et al., 2011),<br />
Alternaria kikuchiana Tanaka y Physalospora piricola Nose (Xianghong et<br />
al 2010) así como la inhibición del crecimiento de microorganismos<br />
presentes en frutos almacenados pos cosecha como Alternaria alternata,<br />
Colletrotichum gloeosporioides, Rhizopus stolonifer y del genero<br />
Penicillum (Bautista et al., 2006; Benhamou, 1992; Hirano and Nagao,<br />
1989) entre otros. Algunos Compuestos derivados de la hidrólisis del<br />
quitosano han demostrado que presentan actividad antifúngica mediante la<br />
penetración de la membrana celular (Junguang et al., 2007). En este estudio<br />
demostramos que el quitosano de bajo grado de polimerización inhibe el<br />
crecimiento de P. capsici y ejerce un efecto sobre la transcripción génica así<br />
como unión al ADN y ARN.<br />
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MATERIALES Y MÉTODOS<br />
Condiciones de inhibición.<br />
Phytophthora capsici fue donada por el Dr. José Juan Zúñiga Aguilar<br />
(Departamento de Biología Molecular, Centro de Investigación Científica de<br />
Yucatán, México). P. capsici fue crecida in vitro por seis días en cajas<br />
conteniendo PDA, posteriormente discos de micelio (6 mm de diámetro)<br />
fueron transferidos en cajas frescas de PDA conteniendo diferentes<br />
concentraciones de quitosano de baja polimerización (0.4, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2,<br />
4, 8,16,20 µg mL-1). Los medios fueron incubados en obscuridad por 5<br />
días a 27°C, después de este periodo el crecimiento radial del oomiceto fue<br />
medido. Quitosan (Sigma-Aldrich, St.Louis,MO) de baja polimerización fue<br />
preparado como de acuerdo al protocolo descrito por Benhamou y Thériault<br />
(1992). Una solución madre de quitosano fue preparada en 0.25 M de HCL<br />
(pH 5.5 ajustada con NaOH) y diluida en medio estéril de PDA para obtener<br />
la concentración de trabajo.<br />
Extracción de ARN, ensayo de despliegue diferencial.<br />
La extracción de ARN se realizó de acuerdo al protocolo descrito por<br />
Valenzuela y colaboradores (2005). Para el despliegue diferencial 2µg de<br />
ARN total de cada muestra fueron incubadas con el cebador oligo-dt por 60<br />
min a 42°C, posteriormente se inactivó la transcriptasa reversa por<br />
calentamiento durante 5 min a 70°C. La reacción en cadena de la polimerasa<br />
se llevó a cabo utilizando 1 µL de la alícuota de ADN de cadena sencilla<br />
usando combinaciones de cebadores directo (T) y reverso (P) (T10:P6 del<br />
kit comercial Clontech DeltaDespliegue Diferencial) bajo las siguientes<br />
condiciones: 94°C 5 min, 40°C 5 min, 68°C 5 min, 1 ciclo; 94°C 2 min,<br />
40°C 5 min, 68°C 5 min, 2 ciclos; 94°C 1 min, 60°C 1 min, 68°C 2 min, 25<br />
ciclos. Para la comparación de las muestras 5µL de los productos de la PCR<br />
fueron fraccionados en geles de secuenciación desnaturalizantes al 5% de<br />
poliacrilamidad / 8M de urea en amortiguador TBE 0.5X a 70W por 2.5h.<br />
Los geles fueron teñidos con Nitrato de plata de acuerdo al protocolo<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 43
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
establecido por Bassam y colaboradores (1991). Las bandas de cADN<br />
diferenciales fueron escindidas del gel y posteriormente re amplificados y<br />
ligados en el vector pGEM-T-Easy (Promega) Cada banda fue sujeta a<br />
BLAST para su comparación (Altschul et al. 1990) usando la base de datos<br />
de la NCBI.<br />
Unión del quitosano al ADN y ARN.<br />
ADN genómico de P. capsici fue extraído a partir del crecimiento del<br />
micelio de acuerdo al protocolo establecido por Goodwin y colaboradores<br />
(1992). El ARN total de P. capsici se extrajo de acuerdo al protocolo de<br />
Valenzuela y colaboradores. Los ensayos de retardamiento se llevaron a<br />
cabo mezclando 1ng de ARN o ADN según sea el caso, con cantidades<br />
crecientes de quitosano. La mezcla de reacción fue incubada por 30<br />
minutos, subsecuentemente 2µL de amortiguador de carga fue adicionado a<br />
10 µL de muestra y fraccionados en gel de agarosa al 1%.<br />
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
Dado que el quitosano puede inhibir el crecimiento de un importante<br />
número de microorganismos patógenos y esta inhibición de pende de la<br />
concentración y del microrganismo, (El Gaouth et al. 1992; Laflamme et al.<br />
1999; Park et al. 2002). Es necesario evaluar el efecto del quitosano de baja<br />
polimerización sobre la inhibición del crecimiento de P. capsici empleando<br />
9 concentraciones diferentes de quitosano. Se observó el efecto del<br />
quitosano a una concentración de 0.4 µg mL-1 sobre P. capsici apreciándose<br />
una disrupción y mal formación de las hifas Por otra parte, se puede<br />
observar en la figura 1, que a concentraciones bajas de quitosano (0.4 y 0.8<br />
µg mL-1) ocasiona un 95% de la inhibición, concentraciones superiores a<br />
estas se obtiene un 100% de esta inhibición.<br />
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Figura 1. Efecto del quitosano sobre el crecimiento de Phytophtora capsici in vitro. Discos<br />
de seis milímetros de diámetro de P. capsici fueron cultivado en medio PDA solido<br />
conteniendo diferentes concentraciones de quitosano. Las cajas fueron almacenadas como<br />
se indica en materiales y métodos y el crecimiento miceliar fue evaluado después de siete<br />
días en obscuridad.<br />
Las concentraciones de quitosano empleadas en este estudio son inferiores a<br />
las reportadas por Mukul et al., (2010) sobre P. capsici empleando<br />
quitosano de alto grado de polimerización. Estos resultados son congruentes<br />
con las afirmaciones de que el grado de polimerización es un factor que<br />
influye sobre el efecto antimicrobiano de este polímero (Kauss et al.1997;<br />
Vander et al.1998). Varios estudios sugieren que el quitosano neutraliza las<br />
cargas electronegativas en la superficie celular y cambia la permeabilidad de<br />
la célula, por lo tanto esta interacción causa una fuga de los electrolitos<br />
intracelulares y material proteico dentro de la célula (Gou et al.,2008).<br />
Previamente se ha demostrado que el quitosano provoca la liberación de<br />
aminoácidos y proteínas en células de Rhizopus stolonifer (El Ghaouth et<br />
al., 1992). Por otra parte es conocido que el tratamiento con quitosano causa<br />
cambios en la integridad de la membrana de esporas, modificación en el pH<br />
del medio y liberación de proteínas, este efecto es diferenciado dependiendo<br />
del microorganismo aislado, el tipo de polimerización y concentración del<br />
quitosano (García-Rincón et al., 2010). Investigaciones recientes sugieren<br />
que la membrana plasmática forma una barrera contra el quitosano en<br />
microorganismos resistentes a este, pero no en microorganismos sensibles.<br />
Adicional a esto, se ha reportado que la membrana de microorganismos<br />
sensibles, contienen más ácidos grasos poli insaturados que los resistentes,<br />
lo cual sugiere que la permeabilización por el quitosano depende de la<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 45
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
fluidez de la membrana (Palma-Guerrero et al., 2010). Otro modo de acción<br />
del quitosano se da a nivel intracelular (Guo et al., 2008). Sin embargo, son<br />
pocos los reportes que demuestran que el quitosano puede penetrar la célula.<br />
Estudios recientes demuestran que el quitosano penetra en conidios de F.<br />
oxysporum y causa desorganización del citoplasma y perdida del contenido<br />
intracelular en las esporas tratadas (Palma-Guerrero et al., 2008), en otros<br />
reportes se demuestra que el oligoquitosano penetra la célula y causa una<br />
disrupción en el sistema endomembranal de P. capsici (Xu et al., 2007a).<br />
Estudios en P. capsici empleando oligoquitosano marcado con el fluoróforo<br />
2-aminoacridona (2-AMAC), confirman que este polímero penetra la<br />
membrana y se une a los ácidos nucleicos (Xu et al.,2007b). Con el fin de<br />
evaluar si el quitosano se puede unir a ácidos nucleicos ensayos de<br />
movilidad electroforética del ADN genómico de P. capsici y ARN total<br />
fueron realizados en gel de agarosa.<br />
En la figura 2 panel A se muestra la unión del quitosano al RNA,<br />
concentraciones que van de 3 a 0.5 µg µL-1 ejercen un retardamiento del<br />
RNA en los geles de movilidad. Por otra parte, concentraciones entre 2 y 4<br />
µg µL-1 de quitosano ocasionan un retardamiento en el ADN genómico,<br />
estos resultados demuestran que el quitosano de baja polimerización es<br />
capaz de unirse a ácidos nucleícos (figura 2 panel B).<br />
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Figura 2. Ensayos de retardamiento. La unión del quitosano al ADN y ARN fue evaluada<br />
mediante el efecto inhibitorio del quitosano sobre la migración. Diferentes cantidades de<br />
quitosano fueron incubadas con 4.3 µg de ADN genómico (A) o 7 µg de ARN total (B) a<br />
temperatura ambiente por 30 minutos. Las muestras fueron aplicadas en geles de agarosa al<br />
0.5% y 1% para ADN y ARN respectivamente. A) línea C ADN control; línea 1-4:<br />
0.5,1,2,3, µg de quitosano B) line C, ARN control; AC, ARN más ácido acético; línea 1-4;<br />
3,4,2,1,0.5, µg de quitosano.<br />
Se ha propuesto que los derivados del quitosano se unen al ADN lo cual<br />
ocasiona la inhibición de la síntesis de mRNA y por consiguiente la síntesis<br />
de proteínas dado que estos compuestos penetran hacia el interior de la<br />
célula hasta el núcleo de los microorganismos (Hadwiger et al 1981;<br />
Sudarshan et al 1992). Con el fin de explorar si el tratamiento con quitosano<br />
modifica la abundancia de transcritos en respuesta al tratamiento por<br />
quitosano en P. capsici, está se evaluó mediante el uso de la técnica del<br />
despliegue diferencial (Liang et al 1992) para comparar las poblaciones de<br />
ARN obtenidas de oomicetos expuestos o no al quitosano. De acuerdo con<br />
los datos de inhibición muestras de ARN fueron extraídas del tratamiento<br />
con concentraciones de quitosano al 0.4 µg mL-1. Los cambios<br />
ocasionados por el quitosano fueron evaluados con cuatro juegos de<br />
cebadores P y T, los resultados obtenidos fueron con la combinación de<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 47
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
cebadores P10 y T6 (5'-ATTAACCCTCACTAAAGCACCGTCC-3' y 5'-<br />
CATTATGCTGAGTGATATCTTTTTTTTTCG-3' respectivamente) como<br />
se muestra en la figura 3.<br />
Figura 3. Quitosano induce de manera diferencial la abundancia de ARN mensajeros en P.<br />
capsici. 2 mg de RNA aislado de micelio fue tratado con DNasa-1 y sintetizada ADN de<br />
cadena sencilla y amplificada por PCR con los cebadores P10-T6 (ver texto). Los productos<br />
de la RT-PCR fueron fraccionados y teñidos como se menciona en materiales y métodos;<br />
línea 1 y 2 poblaciones de cADN amplificadas del control de ARN (muestras de micelio sin<br />
tratamiento); líneas 3,4 poblaciones de cADN amplificadas de ARN tratado (muestras de<br />
micelio tratado con quitosano); a,b y c, ejemplos de bandas de cADN reducida, reprimida o<br />
incrementada la expresión génica<br />
Los resultados obtenidos demuestran que el rango de amplificación de las<br />
bandas se encuentra entre 1200 y 500 pares de bases tanto en el control<br />
como en el tratamiento. Si bien, la mayoría de las bandas no muestran un<br />
cambio, se puede observar que hay genes que son sobre expresados (a),<br />
genes apagados (b) y genes cuya expresión disminuye (c). De un total de 32<br />
bandas diferenciales, 13 fueron reamplificadas por PCR y secuenciadas. El<br />
análisis de las secuencias se realizó por comparación mediante BLAST<br />
(Altschul et al., 1990) este análisis arrojo que la clona RST-4 (sobre<br />
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expresada en el tratamiento), presentó una homología del 94% con la<br />
secuencia de glucosaminil (N-acetil) transferasa, del cual se sabe que<br />
cataliza la síntesis de quitina. La clona RDC-1 (inhibida en el tratamiento)<br />
presentó homología del 98% con la secuencia AKT1 (Arabidopsis K<br />
Transporter 1), la clona RIC1 (inhibida en tratamiento) presentó homología<br />
del 98% con una secuencia de P. sojae cuya función está relacionada con la<br />
unión a carbohidratos, la clona RIC-8 (inhibida tratamiento) presento<br />
homología del 99% con la proteína hipotética (PITG) cuya función no ha<br />
sido establecida, las clonas restantes no presentaron homología alguna. La<br />
regulación mediada por quitosano en ha sido demostrada al menos en<br />
Staphylococcus aureus SG511, en donde se observó la regulación de genes<br />
involucrados en la síntesis de proteínas y ARN, así como en el metabolismo<br />
de carbohidratos, aminoácidos, lípidos y coenzimas (Raafat el al., 2008).<br />
CONCLUSIÓN<br />
Los resultados obtenidos en este trabajo demuestran que a concentraciones<br />
bajas de quitosano de baja polimerización (0.4 µg. mL-1) se ejerce un efecto<br />
de inhibición de al menos del 98% sobre el crecimiento de P. capsici. Los<br />
ensayos de retardamiento demuestran que este compuesto es capaz de unirse<br />
a moléculas como el ADN y el ARN lo que postula que aun cuando se trata<br />
de una molécula de mayor peso molecular comparada con los<br />
oligoquitosanos es capaz de internalizarse y unirse a moléculas blanco. Por<br />
otra parte los ensayos de despliegue diferencial demostraron que el<br />
quitosano induce cambios a nivel transcripcional, induciendo o reprimiendo<br />
genes. Entre las secuencias analizadas se encontraron secuencias con<br />
homología a transportadores y receptores de carbohidratos este tipo de<br />
moléculas han sido reportadas como moléculas reguladas por quitosano en<br />
bacterias. El análisis global de los resultados demuestra que el quitosano de<br />
baja polimerización y a bajas concentraciones es un buen candidato para ser<br />
empleado como biopesticida para el control de P. capsici.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 49
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
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Sebti, I., Martial-Gros, A., Carnet-Pantiez, A., Grelier, S., Coma, V. (2005).<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 53
INHIBICIÓN Y REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE Phytophthora capsici USANDO QUITOSANO DE BAJA<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
Chitosan Polymer as Bioactive Coating and Film against Aspergillus niger<br />
Contamination. Journal of Food Science. 70(2), 100 -104.<br />
Trotel-Aziz, P., Couderchet, M., Vernet, G., & Aziz, A. (2006). Chitosan<br />
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<strong>54</strong> REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 55-64. ISSN 0185-6294<br />
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE<br />
EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE. (GENERACIÓN Y<br />
RESOLUCIÓN AUTOMÁTICA DEL MODELO MATEMÁTICO).<br />
Peraza González, Enrique E.; Pantí Canché, Ángel A.; Reyes Sosa,<br />
Carlos F.; Ceh Espinosa, Ricardo y Castro Álvarez, Manuel.<br />
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica<br />
Instituto Tecnológico de Mérida,<br />
Avenida Tecnológico S/N C.P. 97118, Mérida, Yucatán, México<br />
Recibido: 06/Septiembre/2013 Aceptado: 18/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
Se presenta un procedimiento de generación automática del sistema de<br />
ecuaciones que conforman el modelo matemático de sistemas de<br />
evaporación de efecto múltiple con cualquier número de evaporadores,<br />
conectados de cualquier forma y su resolución por métodos numéricos. La<br />
aportación del presente trabajo se reflejará en los aspectos de comprensión,<br />
habilidad y actitud del estudiante en su esfuerzo por alcanzar la competencia<br />
como ingeniero químico enfatizando más el análisis y minimizando el<br />
trabajo de cálculo mecánico. También se contará con el modelo matemático<br />
de una operación unitaria el cual puede ser parte de un simulador de<br />
procesos en un trabajo posterior.<br />
Palabras clave: Evaporación efecto múltiple, métodos numéricos<br />
ABSTRACT<br />
We present a procedure for automatic generation of the system of equations<br />
that make up the mathematical model of systems with multiple effect<br />
evaporation any number of evaporators connected in any way and its<br />
resolution by numerical methods. The contribution of this work is reflected<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE<br />
in aspects of understanding, skill and attitude of students in their effort to<br />
become proficient as a chemical engineer emphasizing more analysis and<br />
minimizing mechanical calculation work. There will also be the<br />
mathematical model of a unit operation which could be part of a process<br />
simulator in a later work.<br />
Key words: Multiple effect evaporation, numerical methods<br />
INTRODUCCIÓN<br />
Cuando se habla de sistemas evaporación de efecto múltiple estamos<br />
hablando de calcular áreas de intercambio de calor, temperaturas,<br />
composiciones y flujos de cada una de las unidades de evaporación que<br />
forman el sistema. Esta labor incluye la resolución de sistemas de<br />
ecuaciones algebraicas simultáneas no-lineales, las cuales dada su<br />
naturaleza representan una labor bastante difícil y tediosa.<br />
En el presente trabajo se expone el procedimiento o algoritmo que ha<br />
permitido desarrollar un software para el diseño básico de sistemas de<br />
evaporación de múltiple efecto con elevación del punto de ebullición, para<br />
cualquier cantidad N de evaporadores, conectados de cualquier forma.<br />
El propio programa, con los datos requeridos, genera las ecuaciones de los<br />
balances, identifica las incógnitas y resuelve el sistema.<br />
El modelo matemático de un evaporador está representado por 4 ecuaciones:<br />
El balance total de materia<br />
El balance de soluto<br />
El balance de energía<br />
La ecuación de rapidez de transferencia de calor<br />
Es decir, que si consideramos N evaporadores interconectados tendremos<br />
por consiguiente (4 X N) ecuaciones algebraicas, lineales y no lineales que<br />
lo representan.<br />
56 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERAZA GONZÁLEZ, E.; PANTÍ CANCHÉ, Á.; REYES SOSA, C.; CEH ESPINOSA; R. Y CASTRO ÁLVAREZ, M.<br />
No obstante la complejidad de los sistemas de ecuaciones así formados,<br />
pueden resolverse grupo por grupo, como se muestra en el diagrama de flujo<br />
de la Figura 1.<br />
En este diagrama se puede apreciar que las etapas fundamentales son:<br />
a) Suposición de condiciones iniciales de temperatura y composición.<br />
b) Generación del sistema de ecuaciones de los balances totales de<br />
materia y los balances de energía.<br />
c) Resolución por Gauss–Jordan. Con esto obtenemos los flujos de<br />
líquido y vapor.<br />
d) Convergencia de composiciones.<br />
e) Convergencia de temperaturas. Algoritmo de Badger- McCabe.<br />
Generación de las ecuaciones de los balances de materia y energía.<br />
Factores tales como: la temperatura de alimentación, la influencia de la<br />
temperatura sobre la viscosidad, etc., hacen en ocasiones necesario<br />
interconectar de diversas maneras los evaporadores. Los modos de<br />
alimentación más usuales son por supuesto: alimentación hacia adelante y<br />
alimentación en contracorriente, pero las posibilidades de conexión son más<br />
variadas. Es el movimiento relativo entre vapor y las corrientes líquidas las<br />
que definen la forma de conexión.<br />
Por ejemplo, dos evaporadores pueden conectarse de la siguiente manera<br />
En general, N evaporadores pueden conectarse de N! (factorial de N)<br />
maneras . Por supuesto, la gran mayoría de estas combinaciones quizás<br />
jamás se usen, pero son reales y físicamente realizables.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 57
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE<br />
Suponer<br />
X 1 , X 2 , . . .X N<br />
Suponer T 1 , T 2 , . . . , T N<br />
Calcular h1 , λ 1 , H 1 , ... ,<br />
h N , λ N , H N, h h<br />
Generar el sistema de ecuaciones<br />
de los balances totales de materia y<br />
Con Gauss-Jordan resolver el<br />
sistema así formado para encontrar<br />
Vo, V 1 , …,VN , . . . , L1, l2, L N<br />
¿Las x(i) calculadas son<br />
iguales a las x(i)<br />
supuestas?<br />
Corregir las X 1 , X 2 , …,<br />
X n<br />
Calcular el área a partir de cada<br />
ecuación de transferencia de calor<br />
¿ A1 = A2 = . . . A N ?<br />
Algoritmo de Badger-McCabe para la<br />
resuposición de temperaturas<br />
A , Vo, V1, . . .VN<br />
T1, T2 ,. . . . . .Tn<br />
X1 , x2 , . . . . . . X N<br />
FIN<br />
Figura 1 Procedimiento general de solución<br />
58 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERAZA GONZÁLEZ, E.; PANTÍ CANCHÉ, Á.; REYES SOSA, C.; CEH ESPINOSA; R. Y CASTRO ÁLVAREZ, M.<br />
Esta es la parte medular del procedimiento de solución. Se presenta una<br />
forma de generación del sistema de ecuaciones que facilita de manera<br />
extraordinaria la programación en computadora de todo este proceso.<br />
Por simplicidad, para ilustrar el algoritmo, consideremos la evaporación en<br />
un evaporador de triple efecto conectado en la secuencia:<br />
1 2 3<br />
Esta secuencia de números indica que la alimentación F entra al evaporador<br />
1; el concentrado L 1 pasa al evaporador 2, y el concentrado L 2 pasa al<br />
evaporador 3 del cual sale el licor concentrado final L 3 .<br />
Esta secuencia se almacena en 2 arreglos o vectores:<br />
El vector D(i): (Sólo tiene 6 celdas pensando en un máximo de 6<br />
evaporadores )<br />
1 2 3<br />
En el vector N$(J) se guardan los nombres de las corrientes (hasta 6<br />
evaporadores):<br />
F V 0 L 1 V 1 L 2 V 2 L 3 V 3 L 4 V 4 L 5 V 5 L 6 V 6<br />
En el caso de la alimentación 1 – 2 – 3, los balances de materia totales y<br />
los balances de energía quedarían:<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 59
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE<br />
Evap. 1 F = L 1 + V 1<br />
F.hf + Vo λ 0 - L 1. h 1 - V 1 H 1 = 0<br />
Evap. 2 L 1 = L 2 + V 2<br />
L 1 h 1 + V 1 λ 1 - L 2 h 2 - V 2 H 2 = 0<br />
Evap. 3 L 2 = L 3 + V 3<br />
L 2 h 2 + V 2 λ 2 - L 2 h 3 - V 3 H 3 = 0<br />
Si ponemos estas ecuaciones en forma matricial (los coeficientes son las<br />
entalpías y las incógnitas los flujos de L y V:<br />
F V 0 L 1 V 1 L 2 V 2 L 3 V 3<br />
h f λ 0 - h 1 - H 1<br />
1 -1 -1<br />
h 1 λ 1 - h 2 - H 2<br />
1 -1 -1<br />
h 2 λ2 - h 3 - H 3<br />
1 -1 -1<br />
Ahora consideremos un triple efecto conectado 3 – 2 – 1:<br />
F V 0 L 1 V 1 L 2 V 2 L 3 V 3<br />
λ 0 - h 1 - H 1 h 2<br />
-1 -1 1<br />
λ 1 - h 2 - H 2 h 3<br />
-1 -1 1<br />
h f λ2 - h 3 - H 3<br />
1 -1 -1<br />
60 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERAZA GONZÁLEZ, E.; PANTÍ CANCHÉ, Á.; REYES SOSA, C.; CEH ESPINOSA; R. Y CASTRO ÁLVAREZ, M.<br />
Para intentar generalizar consideremos un cuádruple efecto conectado<br />
2 - 4 - 1 - 3<br />
F V 0 L 1 V 1 L 2 V 2 L 3 V 3 L 4 V 4<br />
λ 0 -h 1 -H 1 h 4<br />
-1 -1 1<br />
h f λ 1 -h 2 -H 2<br />
1 -1 -1<br />
h 1 λ 2 -h 3 -H 3<br />
1 -1 -1<br />
h 2 λ 3 -h 4 -H 4<br />
1 -1 -1<br />
Vale la pena hacer énfasis en el hecho de que habiendo supuesto las<br />
temperaturas y las composiciones, todos los términos de entalpía se pueden<br />
calcular, por lo que son los componentes de un sistema lineal de ecuaciones<br />
donde las incógnitas serán los flujos másicos de las diversas corrientes del<br />
sistema.<br />
Al observar las diversas matrices de coeficientes de los ejemplos anteriores<br />
se observan varios aspectos interesantes:<br />
a) Se forma una matriz de coeficientes de dimensión (2N , 2N+2 )<br />
b) Se tiene un vector lineal de incógnitas de dimensión (2N)<br />
c) Los elementos de la matriz son los valores de las entalpías de todas las<br />
corrientes líquidas y de vapor del sistema.<br />
d) Aparentemente las incógnitas son (2N+2) y las ecuaciones son sólo<br />
(2N), pero recordemos que F ( alimentación ) y Lp ( producto ) son<br />
datos ( o al menos conocemos Xp , de donde obtenemos Lp ) , por lo que<br />
pasarán a integrar el vector independiente dejando una matriz cuadrada<br />
de dimensión (2N , 2N ) .<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 61
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE<br />
Y por último<br />
e) Para cualquier sistema y cualquiera forma de conexión la matriz de<br />
coeficientes tiene 2 grupos de coeficientes bien definidos:<br />
Coeficientes “comunes”: Independientes de la forma de conexión y que<br />
están agrupados alrededor de la diagonal principal. Siempre serán (5N)<br />
“valores comunes” formando una especie de “columna vertebral”<br />
alrededor de la diagonal principal. (Celdas de color gris).<br />
Coeficientes “característicos”: Son definidos por el modo de conexión.<br />
Serán siempre (2N) valores característicos. (Celdas de color verde). Es<br />
evidente, a partir de las conclusiones anteriores, que existe un orden<br />
lógico, una secuenciación que es posible aprovechar para generar la<br />
matriz de coeficientes de cualquier sistema de N evaporadores<br />
conectados de cualquier forma.<br />
En la figura 2 se presenta el diagrama de flujo desarrollado para generar la<br />
matriz de coeficientes, en donde:<br />
N :<br />
D(i)<br />
es el número de evaporadores.<br />
: es un arreglo lineal que guarda la forma de conexión.<br />
Recordemos que para una conexión: 3 - 2 - 1<br />
entonces D(1) = 3 , D(2) = 2 , D(3) = 1<br />
N$(J): es el arreglo lineal de dimensión (2N + 2) que guarda los<br />
“nombres” de las corrientes del sistema.<br />
Es decir N$(1) = F,N$(2) = V 0 , . . . , N$(2N+2) = V N<br />
62 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERAZA GONZÁLEZ, E.; PANTÍ CANCHÉ, Á.; REYES SOSA, C.; CEH ESPINOSA; R. Y CASTRO ÁLVAREZ, M.<br />
Figura 2. Diagrama de flujo desarrollado para generar la matriz de coeficientes<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 63
ALGORITMO PARA EL DISEÑO BÁSICO DE SISTEMAS DE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE<br />
CONCLUSION<br />
Podemos concluir, que decir que en Yucatán, el cambio climático, está<br />
siendo afectado y esto se refleja en las altas temperaturas que se están dando<br />
es una falacia, ya que como pudimos ver y demostrar estadísticamente estas<br />
variaciones son solamente debidas a los cambios aleatorios que tiene el<br />
clima, y como cualquier otro suceso puede ser analizado con las<br />
herramientas probabilísticas y estadísticas, y no con el sentido común, que<br />
aunque en algunas ocasiones pueda ser valioso es recomendable utilizar<br />
herramientas científicas para validar o contradecir lo que perciben los<br />
expertos. Así podemos decir que esta situación puede servir de ejemplo para<br />
que cuando exista información con relación a una situación que se plantea<br />
como verdadera, analicemos los datos para poder llegar a mejores<br />
conclusiones que sirvan como base para una mejor toma de decisiones.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
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Holland, C.D. (1981). Fundamentos y modelos de procesos de separación.<br />
Prentice/Hall.<br />
Mccabe, W; Smith, J; Harriott P. (1998). Operaciones básicas de ingeniería<br />
química, Mcgraw-Hill 4 TA Edición<br />
64 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 65-78. ISSN 0185-6294<br />
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO<br />
PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD.<br />
Rodríguez Gil, Luis Alfonso; Reyes Sosa, Carlos Francisco; Ruiz May,<br />
Aurea Luisa y Lucio Ramírez, Cynthia Paulina<br />
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica. Instituto Tecnológico de Mérida,<br />
Avenida Tecnológico S/N C.P. 97118, Mérida, Yucatán, México.<br />
Recibido: 20/Septiembre/2013 Aceptado: 21/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
El seguimiento y control de las cuotas de pesca del pepino de mar en las<br />
costas de Yucatán se realiza a través de la conversión de peso vivo a peso<br />
procesado, por medio de un estudio realizado INAPESCA cada temporada<br />
de pesca. Sin embargo, este factor de conversión solamente utiliza la<br />
pérdida de peso procesado, lo cual puede generar diferencias con los<br />
productores ya que no existe un método estandarizado. En el presente<br />
trabajo se determinó el porcentaje de humedad de las diferentes etapas del<br />
proceso y se relacionó con la pérdida de peso. Los resultados de pérdida de<br />
peso reportados en este trabajo se comparan favorablemente con el factor de<br />
conversión utilizado por INAPESCA en 2012. Se obtuvieron muestras de<br />
diversos productores a las cuales se les determinó la humedad y se pudo que<br />
el producto se encuentra en la etapa de proceso declarado. La utilización del<br />
contenido de humedad del producto relacionada con el factor de conversión<br />
propuesta por INAPESCA, serviría para validar la conversión de peso vivo<br />
a peso procesado, lo cual resultaría en un mejor seguimiento y control de las<br />
cuotas asignadas a los pescadores, propiciando una pesca responsable y<br />
sustentable, proporcionando certidumbre a los procesadores y compradores.<br />
Palabras clave: Pepino de mar, contenido de humedad, Isostichopus<br />
badionatus<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
ABSTRACT<br />
Management of the sea cucumber fishery in the coast of Yucatan in based<br />
on the monitoring and control of the catch quotas.<br />
The monitoring and control of catch quotas sea cucumber in the Yucatan<br />
coast is via the conversion of processed weight to live weight , through a<br />
study INAPESCA each fishing season . However, this conversion factor<br />
used only processed weight loss , which can lead to differences with the<br />
producers because there is no standardized method. In this paper, the<br />
moisture content of the different stages of the process was determined and<br />
related to weight loss. The weight loss results reported in this paper<br />
compares favorably with the conversion factor used by INAPESCA in 2012.<br />
Samples from different producers which were determined moisture and<br />
could be that the product is at the stage were obtained process stated . Using<br />
the moisture content of the product related to the conversion factor given by<br />
INAPESCA serve to validate the conversion of processed weight to live<br />
weight , which would result in better monitoring and control of the quotas<br />
allocated to fishermen, prompting a fishing responsible and sustainable ,<br />
providing certainty to buyers and processors .<br />
INTRODUCCIÓN<br />
En México la demanda por el pepino de mar fomentó el inicio de la captura<br />
comercial en la región del Pacífico Mexicano y Golfo de California a partir<br />
de 1988, principalmente en los dos litorales de la península de Baja<br />
California. La Producción anual llegó a superar las 2,400 toneladas en 1991.<br />
En 1993 el estado de Baja California el valor que se obtuvo con este recurso<br />
fue de aproximadamente un millón y medio de dólares por su exportación<br />
como producto procesado (Salgado, 1994). Lo cual llevó este recurso a la<br />
sobreexplotación.<br />
66 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
La especie de pepino de mar, la cual es explotada en las costas del estado de<br />
Yucatán es el Isostichopus badionotus (Fig. 1) que se encuentra desde<br />
Carolina del Sur hasta Brasil (Miller y Pawson, 1984). La captura del<br />
recurso se realiza entre las seis y doce horas utilizando equipo de buceo<br />
semiautónomo de tipo “hooka”. El buzo cuenta con una lámpara portátil que<br />
ciñe a su cuerpo para alumbrarse a la hora de recolectar el recurso<br />
manualmente, los coloca en una bolsa de malla y al llenarla, se iza a bordo<br />
de la lancha (Fig. 2), colocando a los especímenes en tanques con agua de<br />
mar limpia (Rodríguez et at, 2008), para ser transportados a las instalaciones<br />
para su procesamiento.<br />
Para el año 2013, se otorgan los primeros 176 permisos de pesca comercial,<br />
distribuidos en 4 zonas de captura y en el cual participan 557 lanchas. Los<br />
permisos de pesca comercial otorgados en el presente año 2013 contienen<br />
las siguientes características: su vigencia es por 2 años a partir del 27 de<br />
abril del 2013 al 14 de mayo de 2013, pero con un lapso de pesca de 12 días<br />
y a partir del 15 de mayo del 2013 se inicia la veda hasta nuevo aviso.<br />
Cada lancha solo puede pescar 250 kg/día de pepino fresco, haciendo un<br />
total de 3000 kg por lancha en el período de 12 días concedidos (carta<br />
nacional pesquera, 2012). El precio por este producto es muy alto, el precio<br />
en playa de $30/kg de peso fresco y el de pre-cocido de $300/kg.<br />
Se puede ver que el número de permisos de pesca ha aumentado de 6<br />
permisos de pesca de fomento en el año 2006-2007 a 176 permisos de<br />
pesca comercial en el año 2013. La biomasa de captura se ha aumento de<br />
556 T permitidas en el 2006-2007 a 1671 T para el 2013 (cifras<br />
preliminares, obtenidas de los avisos de arribo capturados en SIPESCA<br />
hasta el mes de julio de 2013.<br />
A pesar que se tienen medidas de manejo para la conservación de las<br />
especies de pepino como: tamaño mínimo de captura, cuotas asignadas por<br />
lancha, número de permisos y veda temporal (carta nacional pesquera,<br />
2012). El problema que se presenta en que hay 557 lanchas y es muy difícil<br />
de controlar por las autoridades pesqueras la cuota asignada en peso vivo.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 67
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
Las autoridades de pesca a través del Instituto Nacional de la Pesca y<br />
expresadas en la carta nacional pesquera (2012) con el objeto que se<br />
respeten las cuotas asignadas y el manejo adecuado de la pesquería de<br />
pepino de mar, estableció una opinión técnica de factores de conversión<br />
para determinar el peso entero fresco a partir del peso en cada una de las<br />
etapas del proceso de pepino para la especie Isostichopus badionotus para la<br />
temporada 2012 (INAPESCA, 2012).<br />
Factores de conversión también han sido utilizados en otras especies de<br />
pepino de mar por otros países como ejemplo: Australia, Tonga, Nueva y<br />
países de Islas del Pacífico. Estos factores de conversión fueron calculados<br />
con la finalidad de: estimar con precisión la conversión del peso seco a peso<br />
de pepino de mar vivo importante para los datos nacionales de la pesquería,<br />
para la estandarización en la colecta de datos de encuestas o registros de<br />
exportación, como información en el manejo de decisiones y en la<br />
regulación de las cuotas de pesca (Skeweset al., 2004; Purcellet al., 2009;<br />
Ngaluafe y Lee, 2013).<br />
En la determinación de los cálculos de los factores de conversión para<br />
estimar el peso entero fresco en necesario tomar en cuenta lo siguiente: que<br />
existen variaciones entre especies, y que el factor de conversión de la<br />
misma especie puede variar dependiendo del país, localización, ambiente<br />
(época del año), y también sobre los estándares de proceso y métodos<br />
usados para el secado (Skeweset al., 2004; Purcellet al., 2009; Ngaluafe y<br />
Lee, 2013).<br />
El proceso de pepino de mar consiste básicamente de dos pasos, cocimiento<br />
en fresco y secado al sol del producto cocido. En los métodos de procesos<br />
más rudimentarios, se cuecen en con agua de mar utilizando leña para<br />
posteriormente secarlos al sol (Purcell, 2010), resultando en la mayoría de<br />
los casos un producto de baja calidad.<br />
68 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
Para mejorar la calidad del pepino de mar, se recomienda primero efectuar<br />
la limpieza de los organismos, que incluye la evisceración y la limpieza para<br />
remover arena u otros materiales adheridos al cuerpo del pepino de mar.<br />
Posteriormente, se realiza el primer cocimiento que puede tomar alrededor<br />
de 1 hora, para lo cual se sumerge el producto limpio en agua hirviendo. En<br />
algunos países, para remover fango y otros materiales que se encuentran<br />
embebidos en la capa externa de la piel y así tener un producto aceptable, el<br />
método tradicional al involucra descomposición bacteriana de la capa<br />
externa, para lo cual los pepinos cocidos se entierran en la arena entre 15 a<br />
18 horas, posteriormente se limpian y se someten una segundo cocimiento.<br />
En otra parte se utiliza que los individuos cocidos se coloquen en camas de<br />
sal o salmuera previo al segundo cocimiento, el cual tiene una duración<br />
entre 30 y 45 minutos. Los organismos se drenan y se colocan en charolas<br />
con malla para su secado al sol el cual dependiendo de las condiciones<br />
climatológicas puede durar de 3 a 4 días. Otro método de secado es utilizar<br />
hornos ahumadores y el proceso de secado se completa de 24 a 48 horas.<br />
Finalmente, se empacan en cajas de cartón dentro de bolsas de polietileno o<br />
en sacos de jute. La humedad final generalmente es alrededor del 4 al 10 %<br />
del peso original (FAO, 1988).<br />
En México en particular en el estado de Yucatán, se reportan las pérdidas de<br />
peso en porcentaje en el proceso de secado de pepino de mar de la especie<br />
Isostichopus badionotus son: entero 100%, eviscerado 67%, pre-cocido<br />
22%, primer cocimiento 16%, salado 13%, segundo cocimiento 13% y seco<br />
7% (INAPESCA, 2012). Sin embargo, como la determinación del estado del<br />
proceso se realiza de manera visual, esto puede causar controversias entre<br />
el procesador y la autoridad.<br />
Tomando en cuenta que las pérdidas de peso en las etapas de pre-cocido,<br />
primer cocimiento, salado y segundo cocimiento y las características<br />
organolépticas son muy similares; es muy probable que de manera visual se<br />
pueda aplicar un factor de conversión de una manera no adecuada para<br />
determinar el peso entero fresco.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 69
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
El presente trabajo tiene como objetivo relacionar el contenido de humedad<br />
del pepino de mar en cada etapa del proceso, como una herramienta para<br />
evitar aplicar los factores de conversión de una manera subjetiva. Dando<br />
certeza al pescador y al procesador en cuanto al cumplimiento de la cuota<br />
asignada y de esta manera la autoridad podrá dar cabal seguimiento al plan<br />
de manejo de la pesquería.<br />
MATERIALES Y MÉTODOS<br />
Los pepinos de mar fueron colectados en las áreas de pesquera autorizadas a<br />
las Cooperativa Pesqueras. Los organismos colectados fueron colocados en<br />
contenedores con agua de mar limpia y templada. Los organismos se<br />
transportaron vivos a las instalaciones del Instituto Tecnológico de Mérida.<br />
Un total de 35 organismos se pesaron y marcaron individualmente para dar<br />
seguimiento durante el proceso, se tomó una muestra para determinar su<br />
humedad. Se utilizó una balanza semi-analítica para determinar el peso y<br />
calcular el contenido de humedad utilizando las técnicas aprobadas por la<br />
AOAC 2000.<br />
El proceso utilizado fue el siguiente:<br />
1. Eviscerado (Figuras 3 y 4)<br />
2. Primera cocción durante un período de 2 horas (Figura 5)<br />
3. Secado en camas con sal de mar gruesa durante 48 horas (Figura 6)<br />
4. Segunda cocción durante un período de 30 min (Figura 7)<br />
5. Secado al sol por un período de 13 días con una exposición al sol de<br />
las 10.00 a las 17:00 horas (Figura 8 y 9)<br />
Adicionalmente, se obtuvieron muestras de diversos procesadores de<br />
acuerdo a las declaraciones de las empacadoras, estas se encontraban en el<br />
paso de pre-cocido, todas las muestras estaban congeladas y se transportaron<br />
al laboratorio en hieleras para la determinación de su humedad.<br />
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
70 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
En la tabla 1, se muestran los resultados del proceso realizado en el<br />
laboratorio el peso promedio inicial fue de 434.6 g, S = 156.7, después de<br />
realizar el eviscerado (Fig. 4), se registró un pérdida promedio del 30.4%.<br />
Los organismos se sometieron al primer cocimiento la pérdida de peso con<br />
respecto al peso inicial fue del 83.7% con un peso total promedio de 71g, S=<br />
24.6. Después de enfriar y drenar, los organismos fueron colocados en<br />
contenedor con sal de grano, en varias capas, el porcentaje peso inicial<br />
después del salado con respecto al final fue de 87.1%. Paso seguido se<br />
sometió a la segunda cocción y se obtuvo una reducción de peso del 88.9%<br />
con respecto al peso inicial, finalmente se secó al sol teniendo un pérdida de<br />
peso con respecto al peso inicial de 92.5%. Esto indica que de cada 100g en<br />
peso fresco solo se obtienen 7.5 g de producto final. Se requiere de 13,3<br />
toneladas de materia fresca para obtener 1 tonelada de pepino de mar seco.<br />
El contenido de humedad registrado durante el proceso se muestra en la<br />
tabla 1, el contenido inicial promedio fue 89.0% para el producto<br />
eviscerado. Después del primer cocimiento la humedad registrada fue del<br />
56.3%, aun cuando el tamaño se reduce notablemente el contenido de agua<br />
en el musculo es todavía muy alto, durante el salado se registra una<br />
reducción de aproximadamente del 44.8% con respecto a la humedad<br />
inicial. Aun después de la segunda cocción el contenido de agua es del<br />
35.8% y se requiere un secado adicional para lograr tener un producto<br />
estable con un contenido de humedad del 5%.<br />
Tabla 1. Resultados de la pérdida de peso y porcentual y contenido de humedad.<br />
Etapa del Proceso Peso promedio(g) Pérdida de peso (%) Humedad (%)<br />
Entero 434.6 0.0 90.7<br />
Eviscerado 302.3 30.4 89.7<br />
1a Cocción 71.0 83.7 56.3<br />
Salado 56.0 87.1 44.8<br />
2a Cocción 48.3 88.9 35.8<br />
Secado Sol 32.5 92.5 5.0<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 71
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
El Instituto Nacional de la Pesca reporta que el peso remanente (Tabla 2)<br />
como el factor de conversión de peso procesado a peso entero, por lo que<br />
para conocer el peso inicial se divide el peso del producto por el porcentaje<br />
que le corresponde a la presentación. De acuerdo a este criterio, se los<br />
productores reportan una tonelada de producto en la etapa de pre-cocido,<br />
(1000 kg/ 0.22), equivale a 4,<strong>54</strong>5.5 kg de producto entero, pero debido a que<br />
no existe otro factor para corroborar esta información, si el producto se<br />
clasifica como segundo cocimiento, entonces, la tonelada se convierte en<br />
7,692.3 kg, lo que da una diferencia de 3146,9 kg, lo cual causaría datos<br />
erróneos para el seguimiento y control de la cuotas, lo que adicionalmente,<br />
afectaría al plan de manejo de la pesquería y por los pescadores.<br />
Los resultados obtenidos en el laboratorio convirtiendo la pérdida de peso<br />
promedio a porcentaje (Tabla 2), aun cuando el proceso realizado en el<br />
laboratorio no se realizó la etapa de pre-cocido, los valores obtenidos son<br />
muy semejantes. Los cálculos de humedad reportados para este estudio,<br />
muestran que el producto entero tenía una humedad del 90.7% y al finalizar<br />
el proceso de secado se obtuvo un porcentaje del 5%. No existe referencia<br />
sobre el contenido de humedad por el Instituto Nacional de la Pesca.<br />
Tabla 2. Comparación de los factores de conversión, expresados como pesos remanentes en<br />
porcentaje y humedad asociada con la presentación del producto, reportados por el Instituto<br />
Tecnológico de Mérida y el Instituto Nacional de la Pesca.<br />
Presentación del<br />
producto<br />
Peso 1<br />
promedio<br />
(g)<br />
ITMérida<br />
Pérdida 1<br />
de peso<br />
(%)<br />
ITMérid<br />
a<br />
Peso 1<br />
remanent<br />
e (%)<br />
ITMérida<br />
Peso 2<br />
remanent<br />
e (%)<br />
INP<br />
Humedad<br />
1<br />
(%)<br />
ITMérida<br />
Humedad<br />
2<br />
(%)<br />
INP<br />
Entero 434.6 0 100.0 100 90.7 ND<br />
Eviscerado 302.3 30.5 69.5 67 89.7 ND<br />
Pre-cocido NR NR NR 22 NR ND<br />
Primer Cocimiento 71.0 83.7 16.3 16 56.3 ND<br />
Salado 56.0 87.1 12.9 13 44.8 ND<br />
72 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
Segundo Cocimiento 48.3 88.9 11.1 13 35.8 ND<br />
Seco 32.5 92.5 7.5 7 5.0 ND<br />
Notas. 1=Estudio realizado en el Instituto Tecnológico de Mérida. 2=Estudio reportado por el<br />
Instituto Nacional de la Pesca, CRIP, Yucalpetén (2012). NR= No Realizado. ND= No Disponible<br />
En la gráfica 1 se muestra la relación del contenido de humedad expresado<br />
en porcentaje y las presentaciones del producto por las etapas, se observa<br />
que la mayor pérdida de agua del producto corresponde al primer<br />
cocimiento, debido a que es el agua más fácil de eliminar.<br />
Gráfica 1 Relación del contenido de humedad y las presentaciones del producto<br />
durante el proceso.<br />
Las muestras de pepino facilitadas por los procesadores se les determinaron<br />
el contenido de humedad, los resultados se muestran en la tabla 2.<br />
Muestra Peso inicial (g) Humedad (%) Materia Seca (%)<br />
1ª 17.40 63.22 36.78<br />
2ª 22.30 62.78 37.22<br />
3ª 24.00 62.92 37.08<br />
4ª 17.2 61.63 38.37<br />
5ª 19.4 60.31 39.69<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 73
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
6ª 18.6 61.83 38.17<br />
Promedio 19.6 62.11 37.89<br />
Los valores de humedad encontrados en las muestras proporcionadas por los<br />
productores, tuvieron un valor promedio de 62.1% de humedad, utilizando<br />
la gráfica 1, esta humedad se encuentra sobre la humedad registrada para la<br />
etapa del primer cocimiento, lo cual validaría lo expuesto por los<br />
procesadores que el producto se comercializa como pre-cocido.<br />
CONCLUSIONES<br />
El factor de conversión obtenido en el laboratorio es muy semejante al<br />
reportado por INAPESCA, la determinación de la humedad en cada paso del<br />
proceso brinda información importante para poder validar la etapa del<br />
proceso. Productos con una humedad mayor al 56.3% se encuentran antes<br />
del primer cocimiento. Asimismo, los productos con una humedad alrededor<br />
del 44% son productos salados. Se requiere una humedad menor al 35.8%<br />
para determinar que los pepinos de mar ha alcanzado el segundo<br />
cocimiento. Es muy difícil determinar el estado del proceso de manera<br />
visual, ya que no existe ninguna referencia en cuanto a los cambios<br />
registrados.<br />
Importancia de los hallazgos y sus impactos económicos y sociales<br />
La utilización del contenido de la humedad del producto para la validación<br />
de la tasa de conversión de peso procesado a peso vivo, promete ser un<br />
método rápido, sencillo y confiable que pueden utilizar tanto los<br />
procesadores y autoridades. El impacto de contar un método para validar la<br />
tasa de conversión tiene una gran repercusión económica ya que si clasifica<br />
erróneamente la etapa del proceso, al aplicar la conversión se utiliza una<br />
división decimal, lo que incrementa la fuente de error y causaría que la<br />
autoridad pueda penalizar a los pescadores por rebasar sus cuotas o por otro<br />
lado, se afectaría los planes de manejo a tener datos erróneos sobre el<br />
volumen de captura. En cuanto a la repercusión social, la utilización del<br />
contenido de humedad para validar la etapa del proceso en que se encuentra<br />
74 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
el producto, daría certidumbre, a los pescadores ya que podrían demostrar<br />
que están cumpliendo con cuotas otorgadas, a los procesadores les brindaría<br />
la oportunidad de asegurar el proceso que ha realizado y finalmente a la<br />
autoridad pesquera brindaría datos fidedignos para cumplir con el plan de<br />
manejo, sin duda, este método propuesto sería la línea base para establecer<br />
un pesquería socialmente responsable y sustentable.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
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México 24 de agosto de 2012<br />
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Disponible desde Internet en:<br />
[con<br />
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approach. Edited/compiled by Lovatelli, A.; M. Vasconcellos and Y.<br />
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Filling gaps for some exploited tropical species. SPC Beche-de mer<br />
information Bulletin # 29-june 2009.<br />
Rodríguez L.A., Reyes Sosa C.F., Alpizar Carrillo, R. y Tello, J. (2008) Sea<br />
Cucumber population and biomass estimate for new fishing limit<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 75
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
assignation in Sisal Fishing Cooperative, through the Yucatan State.<br />
Gulf and Caribbean Fisheries Institute, Inc. (GCFI) 60:<strong>54</strong>7-553<br />
Salgado, C.L. 1994. Propuesta de las opciones de manejo de las pesquerías<br />
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México. Febrero 1994. CRIP Ensenada. Informe Técnico del Instituto<br />
Nacional de la Pesca<br />
SIPESCA. 2013. CONAPESCA<br />
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2004. Conversion ratios for commercial beche-de-mer species in Torres<br />
Straight. Australian Fisheries Management Autority, Torres Straight<br />
Research Program, CSIRO Marine Research.<br />
PROCESO DE PEPINO DE MAR<br />
Figura 1. Pepino de mar Isostichopus<br />
badionotus<br />
Figura 2 Captura del pepino de mar<br />
76 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RODRÍGUEZ GIL, L.; REYES SOSA, C.; RUIZ MAY, A. Y LUCIO RAMÍREZ, C.<br />
Figura 3. Etapa de limpieza y eviscerado en<br />
planta<br />
Figura 4 Detalles de un pepino de mar<br />
eviscerado<br />
Figura 5.Primera cocción en lotes de 50<br />
kilogramos<br />
Figura 6. Después del primer cocimiento se<br />
coloca en camas de sal por 48 horas<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 77
VALIDACIÓN DE LA TASA DE CONVERSIÓN DE PESO PROCESADO A PESO VIVO DEL PEPINO DE MAR, Isostichopus<br />
badionotus, POR MEDIO DEL CONTENIDO DE LA HUMEDAD<br />
Figura 7. Segunda cocción<br />
Figura 8. Secado al sol<br />
Figura 9. Detalles de la cama de secado solar<br />
78 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 79-89 ISSN 0185-6294<br />
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL<br />
CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO<br />
DE ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y<br />
Myrmecophila tibicinis).<br />
Nahuat Dzib, Sara Luz 1 ; S.L., Santana-Buzzy, Nancy 2 ; Giorgana-<br />
Figueroa, José Luis 1 ; Reyes-Sosa, Carlos Francisco 1 ; Rodríguez-Gil,<br />
Luis Alfonso 1 y Hernández-Espinosa, Margarita M 3 .<br />
1 Depto. Ing. Química –Bioquímica, Instituto Tecnológico de Mérida, México;<br />
2 Centro de Investigación Científica de Yucatán, México; 3 Instituto Nacional de<br />
Ciencias Agrícolas, Habana, Cuba.<br />
Recibido: 23/Septiembre/2013 Aceptado: 21/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
Buscando mantener la capacidad de regeneración de plantas, a partir de<br />
explantes de plantas adultas de las orquídeas: Myrmecophila tibicinis,<br />
Cattleyopsis lindenii y Laelia rubescens; se evaluó el efecto de diversos<br />
antioxidantes sobre el control de la fenolización de explantes de hoja y<br />
semillas de dichas especies. Los antioxidantes usados fueron: ácido<br />
ascórbico, ácido cítrico en concentraciones de 50, 100 y 150 mg/l de cada<br />
uno, independientes y combinados, y cisteína en concentraciones de 20, 25,<br />
30 y 50 mg/l. Los mejores resultados se obtuvieron al aplicar el medio de<br />
cultivo 50 mg/l de cisteína o una combinación de 100 mg/l de ácido<br />
Ascórbico más 150 mg/l de ácido cítrico, la oxidación fenólica fue reducida<br />
a menos del 10% en los explantes de M. tibicinis y de C. lindenii, y entre el<br />
10 y 20% en L. rubescens.<br />
Palabras claves: antioxidantes, estrés oxidativo, fenoles, cultivo de tejidos,<br />
Orquídeas<br />
ABSTRACT<br />
Trying to maintain the capacity for regeneration of plants from explants of adult<br />
plants Orchids: Myrmecophila tibicinis, and Laelia rubescens Cattleyopsis lindenii;<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE<br />
ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
the effect of various antioxidants on the control of leaf explants phenolization and<br />
seed thereof was evaluated. The antioxidants used were: ascorbic acid, citric acid in<br />
concentrations of 50, 100 and 150 mg/l of each, independent and combined, and<br />
cysteine concentrations of 20, 25, 30 and 50 mg/l. The best results were obtained<br />
by applying the culture medium 50 mg/l of cysteine or a combination of 100 mg/l<br />
of ascorbic acid plus 150 mg / l of citric acid, the phenolic oxidation was reduced<br />
to less than 10% in the explants M. and C. tibicinis lindenii, and between 10 and<br />
20% in L. rubescens.<br />
Key words: Antioxidants, oxidative stress, phenols, tissue culture, Orchids<br />
INTRODUCCIÓN.<br />
Las orquídeas, son un grupo de plantas de alto interés comercial como flor<br />
de corte y como maceta debido a su vistosidad. Esto ha provocado su<br />
explotación y saqueo indiscriminado de su hábitat natural, convirtiéndose en<br />
especies vegetales en peligro de extinción, (Fay, 1992). Aun cuando una<br />
sola cápsula de orquídea puede contener miles de diminutas semillas, de 80<br />
a 130 micras de ancho y 470 a 560 micras de largo, su embrión consiste de<br />
una masa de células desdiferenciadas, sin mostrar una clara distinción de los<br />
polos radical y caulinar, correspondiendo al estado globular de otras<br />
angiospermas, no contiene endospermo y son difíciles de hacerlas germinar.<br />
En su hábitat natural, la germinación ocurre en presencia de hongos<br />
específicos, que abastecen a la semilla de ciertos azúcares para su<br />
germinación. (Sheehan, 1996; Fay 1992). Por lo tanto, las orquídeas se han<br />
convertido en especies en peligro de desaparecer.<br />
El cultivo de tejidos de plantas, ofrece alternativas para rescatar y propagar<br />
especies vegetales en general y es herramienta especialmente importante<br />
para aquellas especies en peligro de extinción. Los tejidos a utilizar como<br />
explante, pueden ser teóricamente de cualquier parte de la planta. La<br />
propagación in vitro de las orquídeas contempla la transformación de<br />
80 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
NAHUAT DZIB, S.; SANTANA BUZZY, N.; GIORGANA FIGUEROA, J.; REYES SOSA, C.; RODRÍGUEZ GIL, L. Y<br />
HERNÁNDEZ ESPINOSA, M.<br />
explante en cuerpos protocórmicos y la posterior conversión de éstos en<br />
plantas completas.<br />
Cuando se extrae el explante de la planta madre, la primera respuesta del<br />
tejido es la exudación de compuestos fenólicos en el sitio de corte,<br />
provocando un severo obscurecimiento del tejido y del medio de cultivo<br />
circundante, lo cual limita la respuesta del explante.<br />
El obscurecimiento u oxidación de tejidos cultivados in vitro, se puede<br />
definir como la oxidación por radicales libres, de diferentes componentes<br />
celulares, así como, la oxidación de compuestos fenólicos catalizado por la<br />
enzima polifenol oxidasa(PPO) para producir quinonas, las cuales son<br />
especies químicas muy reactivas, generando daño e incluso la muerte celular<br />
(Amiot et al., 1996, Bray et al., 2000).<br />
La mayoría de radicales libres se producen a partir del metabolismo del<br />
oxígeno y se les llama especies de oxígeno reactivo o intermediarios de<br />
oxígeno reactivo (ROS). Estas son formas parcialmente reducidas del<br />
oxígeno atmosférico y típicamente resultan de la excitación del O2 para<br />
formar el oxígeno singulete o mediante la transferencia de uno, dos o tres<br />
electrones al O2 para formar el radical súper óxido, peróxido de hidrógeno<br />
(H2 O2) o el radical hidroxilo (HO-) respectivamente. En las células<br />
vegetales, éstos se forman constantemente durante las reacciones redox de<br />
varias vías metabólicas; la incompleta reducción del oxígeno o de la<br />
oxidación de moléculas de agua en el cloroplasto o la mitocondria, en la<br />
cadena de transferencia de electrones tanto de la fotosíntesis como de la<br />
respiración, en la β- oxidación de los ácidos grasos,en oxidación del<br />
glicolato, del NADPH, oxalato y de las xantinas (Bray et al., 2000, Mittler<br />
2002, Turrens 2003).<br />
Por otro lado, el obscurecimiento letal del tejido podría estar relacionado<br />
con el grado de daño, tamaño relativo y sensibilidad diferencial de los<br />
diversos explantes, todo lo cual determina la exudación de los compuestos<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 81
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE<br />
ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
fenólicos y la consecuente sobrevivencia del mismo, (Compton & Preece,<br />
1986).<br />
Así, para mantener la capacidad de regeneración a partir de explantes de<br />
plantas de orquídea, es importante, la aplicación de agentes reductores o<br />
absorbentes que eviten la acción de los exudados principalmente fenólicos,<br />
(Valmayor et al., 1986), dado que el oscurecimiento de los explantes<br />
cultivados in vitro, es un fenómeno frecuente en especie vegetales, con<br />
importantes implicaciones prácticas y económicas, (Azofeita, 2009).<br />
MATERIALES Y MÉTODOS.<br />
El presente estudio se desarrolló en el Laboratorio de Biotecnología del<br />
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica del Instituto<br />
Tecnológico de Mérida, Yucatán.<br />
Se seleccionaron las especies de orquídea Myrmecophila tibicinis,<br />
Cattleyopsis lindenii y Laelia rubescens, pertenecientes a las epífitas<br />
simpodiales, de las cuales, a diferencia de otras especies, no existen muchos<br />
reportes de su cultivo in vitro.<br />
Con el objetivo de evaluar el efecto de diferentes agentes antioxidantes en el<br />
control de la fenolización de dos tipos de explantes (hojas y semillas),<br />
provenientes de plantas adultas de las tres especies de orquídeas estudiadas<br />
(Myrmecophila tibicinis, Catleyopsis lindenii y Laelia rubescens), se diseñó<br />
este experimento. Los antioxidantes empleados fueron: Ácido Ascórbico,<br />
Ácido Cítrico (independientes y en combinación) en concentraciones que<br />
oscilaron entre 50-150 mg/l y Cysteina-HCl variando su concentración entre<br />
20 y 50 mg/l. Los tratamientos se describen en la Tabla 1. No se adicionaron<br />
reguladores del crecimiento en ninguno de los tratamientos. Se utilizó como<br />
medio base el de Murashige y Skoog (1962), a la mitad de su concentración.<br />
Cápsulas:<br />
82 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
NAHUAT DZIB, S.; SANTANA BUZZY, N.; GIORGANA FIGUEROA, J.; REYES SOSA, C.; RODRÍGUEZ GIL, L. Y<br />
HERNÁNDEZ ESPINOSA, M.<br />
Con el objetivo de eliminar la materia sólida externa que se adhiere a la<br />
pared de la cápsula, y previo a la desinfección de las mismas se procedió a<br />
su lavado con agua jabonosa, con el auxilio de un cepillo de cerdas suaves,<br />
seguido de un enjuague con abundante agua corriente. Posteriormente, y<br />
bajo condiciones de asepsia, se realizó la desinfección, sometiendo las<br />
cápsulas a una solución de cloro comercial (Cloralex) con 6% de cloro libre<br />
diluida al 50%, adicionado con 4 gotas de tween 80 durante 20 minutos.<br />
Posteriormente, fueron enjuagadas por 3-4 veces con agua destilada estéril,<br />
antes de proceder a la disección de las mismas.<br />
Hoja:<br />
La parte de la hoja utilizada como fuente de explantes, fue la que está<br />
localizada en la zona central, exenta de los bordes hasta donde el grosor de<br />
la hoja se observa uniforme.<br />
Una vez seleccionada la parte de la hoja portadora de los explantes, se<br />
tomaron piezas de 3-4 cm aproximadamente, se lavaron cuidadosamente<br />
con agua jabonosa y con el auxilio de una esponja; posteriormente se<br />
enjuagaron con agua corriente durante 1-2 minutos, y se colocaron en una<br />
solución de cloro comercial (Cloralex) con 6% de cloro activo adicionado<br />
con 4 gotas de tween 80 diluída al 10% durante 5 minutos. Transcurrido este<br />
tiempo, las piezas de hojas fueron enjuagadas 3-4 veces con agua destilada<br />
estéril y se procedío a su disección. Las dimensiones de los explantes no<br />
excedieron los 5.0 mm2, y siempre se eliminaron todos los bordes que<br />
estuvieron sometidos directamente al desinfectante. Toda la manipulación<br />
durante la disección se realizó con los explantes sumergidos en una solución<br />
antioxidante que contenía 50 mg/l de cysteína-HCl , a fin de mantener<br />
controlada la fenolización de los tejidos, previo a la aplicación de los<br />
antioxidantes a evaluar.<br />
Los explantes se incubaron durante 30 días a fin de evaluar el momento de<br />
inicio de la fenolización en cada especie y en cada tipo de explante, dado lo<br />
retardado de este proceso en muchas especies de orquídeas.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 83
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE<br />
ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
En cada tratamiento se emplearon 10 frascos en los que se colocaron 5<br />
explantes por cada uno de ellos (en el caso de explantes tomados de hojas),<br />
mientras que las semillas se distribuyeron alrededor de 5mg sobre la<br />
superficie del medio de cultivo, en cada frasco de cultivo.<br />
La evaluación de este experimento se realizó con el auxilio de una escala<br />
basada en el porcentaje de explantes oxidados en cada tratamiento, la cual se<br />
muestra a continuación:<br />
+: Menos del 10% de explantes oxidados.<br />
++: Entre el 10 y el 20% de explantes oxidados.<br />
+++: Por encima del 20% y hasta el 50% de explantes oxidados.<br />
++++: Más del 50% de explantes oxidados.<br />
Tabla 1. Tratamientos estudiados para el control de la oxidación fenólica de<br />
diferentes explantes de orquídea.<br />
Ac. Ascórbico Ac.Cítrico Ac. Asc.+ Ac. Citr. Cysteina-HCl.<br />
Tratamiento<br />
(mg/l) (mg/l)<br />
(mg/l)<br />
(mg/l)<br />
1 50<br />
2 100<br />
3 150<br />
4 50<br />
5 100<br />
6 150<br />
7 50+100<br />
8 100+100<br />
9 100+150<br />
10 20<br />
11 25<br />
12 30<br />
13 50.<br />
14 Sin<br />
antioxidantes<br />
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
El establecimiento in vitro de tejidos vegetales está en gran medida limitado por la<br />
ocurrencia de oscurecimientos letales en los explantes y en el medio de cultivo, lo<br />
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NAHUAT DZIB, S.; SANTANA BUZZY, N.; GIORGANA FIGUEROA, J.; REYES SOSA, C.; RODRÍGUEZ GIL, L. Y<br />
HERNÁNDEZ ESPINOSA, M.<br />
cual constituye uno de los problemas más serios y frecuentes, desde el inicio y<br />
durante el mantenimiento de un tejido cultivado in vitro<br />
Son numerosas las estrategias para evitar los procesos de oxidación que conllevan<br />
al oscurecimiento de los tejidos del explante cultivado in vitro. La prevención y<br />
disminución de las circunstancias que provocan o estimulan el estrés oxidativo en<br />
el explante, para impedir el desencadenamiento de la oxidación del mismo ha sido<br />
de ayuda.<br />
El desarrollo de este problema está estrechamente relacionado al estrés oxidativo y<br />
nitrosativo que sufren las células del explante cultivado. Este fenómeno se produce<br />
por el desbalance entre las reacciones de oxidación excesiva y los me-canismos<br />
antioxidantes para detoxificar (antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos),<br />
generalmente causado por una generación incrementa dadera dicales libres (Novoa<br />
et al., 2001, Turrens 2003).<br />
A nivel celular, la oxidación de componentes celulares puede provocar la<br />
destrucción oxidativa de la célula. Estas moléculas, especialmente el OH-,<br />
son altamente destructoras de lípidos, polisacáridos, proteínas y ácidos<br />
nucleicos, pudiendo ocasionar el colapso celular (Bray et al., 2000, Turrens,<br />
2003, Mittler et al., 2004). Por ejemplo, en células de Pinus virginiana, Tang<br />
et al., (2004), correlacionaron la muerte celular con altos contenidos deH2<br />
O2. Asimismo, en la etapa de establecimiento in vitro, luego de ser<br />
cortados, muchos de los explantes empiezan a perder el color verde e inician<br />
un oscurecimiento, liberando frecuentemente exudados oscuros al medio de<br />
cultivo, cuya naturaleza no es precisa aunque se conoce que son una mezcla<br />
compleja de sustancias fenólicas (metabolitos secundarios que modulan el<br />
desarrollo de la planta y su respuesta a estreses bióticos y abióticos). En<br />
explantes cultivados de tomate se ha reportado la presencia de vainilina,<br />
ácido p-coumárico, p-hidroxibenzaldehído y siringaldehído (Harms et al.,<br />
1983, Rao et al., 1985, Abdelwahd et al., 2008). No todos los exudados<br />
liberados al medio de cultivo son inhibitorios o tóxicos, pero en la mayoría<br />
de los casos el crecimiento del explante es inhibido, perdiendo gradualmente<br />
su capacidad de proliferar y, sino seremedia la situación, puede morir<br />
(Ogita, 2005). En Eucalyptus tereticornis y Spondias purpurea, el problema<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 85
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE<br />
ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
es tan severo que en pocas horas el explante se oscurece y muere. Los<br />
antioxidantes en términos generales, son compuestos que inhiben o retardan<br />
la oxidación de un sustrato propenso. Los antioxidantes empleados, para el<br />
cultivo de células vegetales in vitro, son entre otros, el ácido ascórbico<br />
(AA), ácido cítrico (AC) y la cisteína (CIS), ya sean independientes o<br />
combinados.<br />
En los resultados expuestos en la Tabla 2, se puede observar que cuando se<br />
sometieron los explantes a los tratamientos 13 y 9, los cuales estuvieron<br />
compuestos por 50 mg/l de Cysteína-HCl y la combinación de 100 mg/l de<br />
Ácido Ascórbico (AA) y 150 mg/l de Ácido Cítrico (AC) respectivamente,<br />
el índice de oxidación fenólica fue reducido a menos del 10% en las<br />
especies M. tibicinis y C. lindenii, mientras que la L. rubescens osciló entre<br />
el 10 y el 20% de explantes fenolizados, aún en los mejores tratamientos, lo<br />
que pudiera estar dado por la existencia de mayores concentraciones de<br />
fenoles en sus tejidos o de alguno de este grupo que no está presente, tal<br />
vez, en las otras especies evaluadas. Las semillas, sin embargo, tanto en M.<br />
tibicinis como en C. lindenii, para cualquiera de los tratamientos evaluados,<br />
presentaron un nivel de oxidación fenólica inferior al 10%, llegando a cero<br />
en la mayoría de ellos. En la especie L. rubescens la fenolización afectó<br />
entre el 10 y el 20% de los explantes cultivados, aún en los mejores<br />
tratamientos (13 y 9), tanto en explantes de hojas como en semillas. Los<br />
restantes tratamientos mostraron índices superiores al 20% y, en su mayoría,<br />
al 50% de explantes fenolizados en esta especie, lo que hace evidente la<br />
agresividad de este fenómeno en la misma. Esto pudiera atribuirse a la<br />
presencia de niveles mayores de fenoles en sus tejidos, o presentar<br />
mecanismos mucho más complejos en su control. De manera general, la<br />
semilla resultó el explante menos afectado por la fenolización, la cual se<br />
manifiesta bastante severa dentro del género Orquidaceae.<br />
Según Compton y Preece (1986), los explantes provenientes de tejidos de<br />
plantas adultas liberan concentraciones superiores de sustancias fenólicas<br />
autoinhibitorias en el medio de cultivo, cuando se comparan con aquellos<br />
explantes que proceden de plantas jóvenes o de plántulas crecidas in vitro.<br />
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NAHUAT DZIB, S.; SANTANA BUZZY, N.; GIORGANA FIGUEROA, J.; REYES SOSA, C.; RODRÍGUEZ GIL, L. Y<br />
HERNÁNDEZ ESPINOSA, M.<br />
En concordancia con lo planteado por estos autores, Vij et. al., (1984),<br />
observó que segmentos de hojas maduras de Rhyncostylis se tornaron<br />
oscuros y necróticos a consecuencia de la liberación de exudados fenólicos<br />
en el medio de cultivo. En este mismo tipo de tejido Tanaka y Sakanishi<br />
(1977), observaron además, una pobre capacidad de regeneración.<br />
Por otra parte, Seneviratne y Wijesekara (1996) mencionan que con Hevea<br />
brasiliensis, la incorporación al medio de cultivo del AA y del AC<br />
disminuyó considerablemente la oxidación que ocurre en los explantes, y<br />
según Compton y Preece (1986), el oscurecimiento letal de los tejidos,<br />
puede ser relacionado con el grado del daño practicado al tejido en el<br />
momento de la excisión; con el tamaño relativo del explante y la<br />
sensibilidad diferencial de cada uno de ellos, todo lo cual determina el nivel<br />
de exudación y la consiguiente sobrevivencia del explante. Los resultados<br />
descritos en este experimento, están en concordancia con lo planteado por<br />
estos autores, a pesar de haber trabajado con otras especies de orquídeas, lo<br />
que corrobora la influencia del tipo de la especie y del explante en el<br />
establecimiento de los cultivos in vitro en orquídeas, como en otras<br />
especies.<br />
Tabla 2. Efecto de diferentes antioxidantes en la fenolización de distintos tipos de<br />
explantes.<br />
Especie<br />
Tratamiento<br />
Antioxidante<br />
Concentración<br />
(mg/l)<br />
M. tibicinis C. Lindenii L. rubescens<br />
Hoja Semilla Hoja Semilla Hoja Semilla<br />
1<br />
50 ++++ + ++++ ++++ ++++<br />
2<br />
Ácido<br />
Ascórbico<br />
100 ++++ ++++ ++++ ++++<br />
3 150 +++ +++ ++++ +++<br />
4<br />
50 ++++ + ++++ + ++++ ++++<br />
5 Ácido Cítrico 100 +++ +++ ++++ ++++<br />
6 150 +++ +++ ++++ +++<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 87
ESTUDIO DE SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES PARA EL CONTROL DE LA FENOLIZACIÓN EN EL CULTIVO IN VITRO DE<br />
ORQUÍDEAS (Cattleyopsis lindenii, Laelia rubescens y Myrmecophila tibicinis)<br />
Especie<br />
Tratamiento<br />
Antioxidante<br />
Concentración<br />
(mg/l)<br />
M. tibicinis C. Lindenii L. rubescens<br />
Hoja Semilla Hoja Semilla Hoja Semilla<br />
7<br />
Ácido<br />
50+100 +++ + +++ + ++++ ++++<br />
Ascórbico +<br />
8 Ácido Cítrico 100+100 ++ ++ +++ +++<br />
9 100+150 + + ++ ++<br />
10<br />
20 ++++ + ++++ + ++++ ++++<br />
11 25 +++ +++ ++++ ++++<br />
Cisteina-HCl<br />
12 30 ++ ++ +++ +++<br />
13 50 + + ++ ++<br />
14<br />
Control sin<br />
Antioxidante<br />
NA ++++ +++ ++++ ++ ++++ ++++<br />
+: Menos del 10% de explantes oxidados.<br />
++: Entre el 10 y el 20% de explantes oxidados.<br />
+++: Por encima del 20% y hasta el 50% de explantes oxidados.<br />
++++: Más del 50% de explantes oxidados.<br />
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REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 89
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 90- 96 ISSN 0185-6294<br />
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS<br />
ESTUDIANTES<br />
Perera Alcocer, Carlos; Rodríguez Vázquez; Laura y Salazar Santana<br />
Omar.<br />
Departamento de Ingeniería Industrial<br />
Instituto Tecnológico de Mérida Avenida Tecnológico S/N Apdo. Postal 9 -11 C.P. 97118,<br />
Mérida, Yucatán, México.<br />
Recibido: 24/Septiembre/2013 Aceptado: 30/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
La información que se obtiene al realizar estudios de trayectorias escolares,<br />
es útil para Directores, administradores coordinadores, y en lo general para<br />
responsables de la planeación educativa, para que puedan evaluar Planes de<br />
estudio, programas proyectos y políticas relacionadas con la atención de<br />
alumnos, los indicadores que se presentan son los más importantes y deben<br />
de considerarse en todo estudio de los desempeños de los estudiantes de las<br />
Instituciones de Educación Superior. Los análisis están basados en la<br />
cohorte, que es el conjunto de alumnos que ingresó en un ciclo y es<br />
estudiada su permanencia, comportamiento hasta que concluyen con todos<br />
los requisitos establecidos en la institución, el incluir alumnos que no<br />
ingresaron en el inicio del curso o que terminaron en el mismo período pero<br />
no pertenecen a la cohorte, hará que se caigan en malas interpretaciones,<br />
incongruencias y decisiones inapropiadas. El apoyo de un buen sistema<br />
informático para la captura y clasificación de la información es necesario<br />
para este tipo de estudios.<br />
Palabras clave: Indicadores, deserción, titulación, eficiencia terminal<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
PERERA ALCOCER, C.; RODRÍGUEZ VÁSQUEZ, L. Y SALAZAR SANTANA, O.<br />
ABSTRACT<br />
The information that is obtained when conducting school careers, is useful<br />
for directors, managers coordinators, and usually responsible for educational<br />
planning, so they can evaluate curricula, programs, projects and policies<br />
related to the attention of students, the indicators presented are the most<br />
important and should be considered in any study of the performance of<br />
students in higher education institutions. The analyzes are based on the<br />
cohort, which is the set of students who entered a cycle is studied and its<br />
permanence, behavior until end with all the requirements of the institution,<br />
including students who were not admitted to the course start or ending in the<br />
same period but not in the cohort, will fall on misinterpretations,<br />
inconsistencies and inappropriate decisions. The support of a good computer<br />
system for the capture and classification of information is necessary for such<br />
studies.<br />
Key words: indicators, desertion, certification, terminal efficiency<br />
MARCO TEÓRICO<br />
En cualquier actividad que desarrollemos de manera profesional, es<br />
indispensable construir bases de datos, que posteriormente sean analizadas<br />
con la finalidad de establecer parámetros o indicadores que sirvan de base<br />
para interpretar el comportamiento de las instituciones, al mismo tiempo que<br />
ayuden a los administradores a tomar decisiones para corregir las<br />
desviaciones que representen una problemática, y ayuden en los procesos de<br />
planeación, programación, presupuestación y desarrollo de políticas que<br />
marquen el rumbo de las empresas, en este trabajo daremos a conocer los<br />
indicadores más importantes que se han desarrollado para estudiar las<br />
trayectorias de los estudiantes en su paso por las instituciones educativas, en<br />
el entendido que se podría abundar y desarrollar nuevos indicadores que<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 91
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS ESTUDIANTES<br />
complementen a los aquí mostrados, de modo que el estudio sea más claro y<br />
objetivo.<br />
El estudio del comportamiento académico de los estudiantes, es una<br />
actividad fundamental en la vida de las Instituciones de educación Superior,<br />
durante el tránsito de las masas estudiantiles, es conveniente analizar y<br />
estudiar algunos indicadores que permitan a las instituciones tomar acciones<br />
para atender, solucionar o mejorar la situación de la problemática a la que<br />
pudieran enfrentarse en un futuro cercano. Para cuantificar los fenómenos<br />
de la trayectoria estudiantil, se han creado indicadores tales como deserción,<br />
reprobación, rezago, egreso, titulación y otros que explican la causa o<br />
factores de dicha trayectoria y permiten identificar los motivos de tal<br />
situación.<br />
El objetivo de esta publicación es proporcionar los elementos suficientes<br />
para explicar cómo son las trayectorias de los estudiantes que transitan en<br />
las instituciones, y como ellos hacen uso de las oportunidades que les<br />
proporcionan los sistemas educativos en la realización y durante sus<br />
estudios, al mismo tiempo establecer los conceptos fundamentales que<br />
involucra este tipo de estudio.<br />
Para la determinación de los indicadores, es necesario un buen sistema<br />
administrativo e informático, del área de control escolar que permita<br />
capturar, clasificar la información de incidencias estudiantiles tales como:<br />
calificaciones, asistencias, titulaciones periodos de estudio etc.<br />
Es importante hacer notar que en el estudio de estas trayectorias, algunos<br />
autores los consideran como indicadores de eficiencia, y algunos otros<br />
opinan que representa el reconocimiento de los problemas que se han de<br />
superar para mejorar los procesos de formación del estudiante.<br />
La trayectoria escolar, según Altamira Rodríguez (1997), se refiere a la<br />
cuantificación del comportamiento escolar de un conjunto de estudiantes<br />
que le llama cohorte, durante su estancia educativa o establecimiento<br />
92 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERERA ALCOCER, C.; RODRÍGUEZ VÁSQUEZ, L. Y SALAZAR SANTANA, O.<br />
escolar, considerada por el ingreso, permanencia, egreso hasta el momento<br />
que concluyen con todos los créditos y requisitos académicos que están<br />
definidos en el plan de estudios.<br />
Aunque cada uno de los indicadores es determinado de manera<br />
independiente, muchos de ellos están fuertemente relacionados, como<br />
ejemplo podríamos poner que indicadores de reprobación y deserción<br />
afectan a la eficiencia terminal.<br />
En el estudio de las trayectorias deberá de quedar claro que la información<br />
deberá de provenir de la cohorte que inició y que cumple con toda la<br />
trayectoria estudiantil, en el periodo que establece el plan de estudios, esta<br />
cohorte es la única base para el análisis estadístico, y para formar los<br />
diferentes grupos de datos referente a los alumnos (Huerta 1989). La gran<br />
mayoría de los autores está de acuerdo con esta definición.<br />
Basado en lo anterior debe de quedar claro que en una cohorte no se deben<br />
de incluir a alumnos que llegan a las universidades por procesos de<br />
revalidación, ni alumnos que terminan en la misma fecha que no<br />
corresponden a esta cohorte, pues falsearían los indicadores y en algunos<br />
casos se obtendrían valores totalmente incongruentes.<br />
En la realización del estudio será necesario contar con todos los datos de<br />
cada una de las carreras que se ofrecen y de cada uno de los períodos o<br />
ciclos escolares, solo así se podrán apreciar las características del<br />
comportamiento y tomar decisiones en pro de la calidad de los programas<br />
educativos.<br />
Con relación al promedio de calificaciones obtenido por un alumno en las<br />
asignaturas del plan de estudio, el indicador es la suma de calificaciones<br />
dividida entre el total de ellas independientemente del tipo de examen en el<br />
que se obtuvo (Chain y Ramírez 1997).<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 93
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS ESTUDIANTES<br />
INDICADORES ESCOLARES<br />
Los indicadores que expondremos a continuación se refieren a dimensiones<br />
de tiempo, eficiencia y rendimiento escolar, como se dijo anteriormente.<br />
Eficiencia Terminal (ET).<br />
Se utiliza en el sistema educativo para cuestiones de diagnóstico,<br />
evaluaciones y planeación (Camarena 1985), es la relación del número de<br />
alumnos que se inscriben por primera vez a la carrera profesional<br />
conformando así a una generación estudiantil o cohorte, dividido entre los<br />
que logran egresar después de acreditar todas las asignaturas de la curricula<br />
en el tiempo establecido por el plan de estudios.<br />
= <br />
× 100<br />
En donde:<br />
ET = Eficiencia Terminal<br />
NEE = No. de Estudiantes de la cohorte que Egresan<br />
NEI = No de Estudiantes que Integran la cohorte<br />
En el cálculo de este índice deberá de considerarse el plazo máximo con que<br />
cuenta un estudiante para la conclusión de sus estudios.<br />
Eficiencia de Egreso (EE):<br />
Es la relación de los estudiantes que egresan y los que ingresaron de una<br />
cohorte, sin importar la cantidad de ciclos o semestres requeridos para<br />
terminar según el plan de estudios.<br />
= <br />
× 100<br />
En donde:<br />
EEC = No. de estudiantes de la cohorte que egresó sin importar los<br />
semestres que emplearon para esto.<br />
NEI = No. de Estudiantes que Integran la cohorte<br />
94 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERERA ALCOCER, C.; RODRÍGUEZ VÁSQUEZ, L. Y SALAZAR SANTANA, O.<br />
Rezago Educativo (RE).<br />
Se define al rezago educativo como la diferencia porcentual de la eficiencia<br />
de egreso menos la eficiencia terminal.<br />
= − <br />
En donde:<br />
EE = Eficiencia de Egreso; ET = Eficiencia Terminal<br />
Este indicador representa el atraso de los estudiantes según la secuencia<br />
establecida en el plan de estudios.<br />
Tasa de Promoción (TP):<br />
Es la relación entre los estudiantes que se inscriben en un nivel, y los<br />
estudiantes inscritos en el nivel anterior.<br />
= <br />
× 100<br />
En donde:<br />
EI = Estudiantes de la cohorte inscritos en un nivel.<br />
EIA = Estudiantes de la cohorte inscritos en el nivel anterior<br />
Tasa de Deserción (TDS o TDG):<br />
Es el abandono que hace un alumno de los cursos o carreras a las que<br />
se ha inscrito, dejando de asistir a las clases y de cumplir con las<br />
obligaciones, es un indicador que afecta el comportamiento del flujo<br />
escolar. El cálculo puede hacerse ya sea por semestre (TDS) o por<br />
generación (TDG).<br />
En donde:<br />
= <br />
× 100<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 95
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS ESTUDIANTES<br />
EAC = Estudiantes de la cohorte que abandonan la carrera durante el<br />
ciclo<br />
EIC = Estudiantes de la cohorte inscritos al principio del ciclo.<br />
= <br />
× 100<br />
En donde:<br />
EACT = Estudiantes de la cohorte que abandonan la carrera durante el<br />
tiempo establecido para terminarla.<br />
EIIC = Estudiantes inscritos al inicio de la cohorte.<br />
Tiempo Medio de Egreso (TME):<br />
Según Salazar Silva (1999), El tiempo medio de egreso de una cohorte es el<br />
promedio de ciclos en que los alumnos egresan de la Carrera conforme a las<br />
posibilidades establecidas para llevar las materias.<br />
TME =<br />
i N<br />
i∑ =<br />
=<br />
CEi<br />
1<br />
x100<br />
N<br />
En donde:<br />
CEi = Ciclos empleados por el estudiante i, donde i = 1,2,3…..N<br />
N = No de estudiantes considerados para el cálculo.<br />
Eficiencia terminal de Titulación (ET):<br />
= <br />
× 100<br />
En donde:<br />
ECT = No de estudiantes de la cohorte que se han titulado<br />
N = No de estudiantes que integran la cohorte.<br />
Algunos indicadores también se deberán de tomar en cuenta tales como<br />
promedio de calificaciones por alumno, por ciclo por cohorte, y algunos<br />
otros que puedan ayudar en el proceso de la planeación educativa, a corto y<br />
mediano plazo.<br />
96 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
PERERA ALCOCER, C.; RODRÍGUEZ VÁSQUEZ, L. Y SALAZAR SANTANA, O.<br />
CONCLUSIÓN<br />
Es de gran utilidad que los indicadores sean comparados entre las diferentes<br />
Carreras, y se debe de prestar atención a índices de reprobación, que<br />
afectarán a futuro a otros indicadores tales como deserción, rezago<br />
eficiencia etc.<br />
Cuando los indicadores sean comparados con el de otras instituciones es<br />
recomendable que se haga con carreras similares.<br />
Se deberán de establecer parámetros que sirvan de referencia, con el fin de<br />
tratar de considerar todos los aspectos ligados con la trayectoria escolar.<br />
En la medida que la información esté más desagregada (por alumno, por<br />
asignatura, por semestre), será más fácil canalizarla a las instancias<br />
correspondientes para que la atención y el proceso de toma de decisiones<br />
sean más prontos y oportunos.<br />
Se podrán definir todos los indicadores necesarios y adecuados en un<br />
estudio, sin embargo este trabajo resultara estéril si los resultados no son<br />
considerados para retroalimentar el sistema y permitir un proceso que<br />
coadyuve en la toma de decisiones.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
Altamira Rodríguez A. 1977 Tesis de Maestría en Educación Universidad<br />
Autónoma de Chiapas México 1997.<br />
Chain R. y Ramírez M (1997) Trayectoria escolar: La eficiencia Terminal<br />
en la Universidad Veracruzana, Junio de 1997. ANUIES México<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 97
INDICADORES DE LA TRAYECTORIA ESCOLAR DE LOS ESTUDIANTES<br />
Huerta, J. y de Allende, C.M. (1988) Aportación metodológica para la<br />
definición de clases de alumnos. ANUIES-SEP. 1988.<br />
98 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 99-114 ISSN 0185-6294<br />
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Ramírez Valenzuela Centeno, Raúl Iñigo<br />
Departamento de Ciencias de la Tierra, Instituto Tecnológico de Mérida<br />
Recibido: 26/Septiembre/2013 Aceptado: 30/octubre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
La enseñanza del dibujo asistido por computadora (CAD) en el Instituto<br />
Tecnológico de Mérida en el primer semestre de la carrera de Ingeniería<br />
Civil, es el tema de este proyecto de desarrollo. Teniendo como referencia el<br />
plan de estudios de la carrera se replantea la enseñanza de acuerdo al nuevo<br />
modelo educativo basado en competencias, esta situación provoca el<br />
planteamiento de nuevos retos en tres áreas de la tarea del docente: la<br />
planificación docente, las estrategias de enseñanza-aprendizaje y la<br />
evaluación de los aprendizajes. Uno de los principales problemas es que los<br />
estudiantes del primer semestre no cuentan con los conocimientos básicos<br />
del dibujo técnico y menos del dibujo asistido por computadora. En este<br />
proyecto se propone mejorar la enseñanza de las herramientas básicas para<br />
el dibujo asistido por computadora (CAD) por sus siglas en inglés<br />
(“Computer Aided Design”) con la ayuda de videos tutoriales, y ejercicios<br />
prácticos.<br />
Palabras Clave: dibujo asistido por computadora, ingeniería civil,<br />
competencias, estrategias de enseñanza.<br />
ABSTRACT<br />
The computer aided design (CAD) teaching at the Instituto Tecnológico de<br />
Mérida, in the first semester of the career of Civil Engineering, is the theme<br />
of this development project. Taking as reference the curriculum teaching<br />
career under the new competency-based educational model is redefined, this<br />
situation results present new challenge in three areas of the task of teaching:<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
teacher planning, teaching strategies, learning and assessment of learning.<br />
One of the main problems is that the first semester students lack the basic<br />
knowledge of technical drawing and less computer aided drawing. This<br />
project aims to improve the teaching of the basic tools for computer-aided<br />
design (CAD with the help of video tutorials, and exercises.<br />
Keywords: computer aided design, civil engineering, skills, teaching<br />
strategies.<br />
INTRODUCCIÓN<br />
“Si no sabes dónde vas, cualquier camino sirve”<br />
Lewis Carroll<br />
Si planteamos que el estudio o la enseñanza del dibujo Técnico o de las<br />
técnicas de representación gráfica se debe de iniciar en el nivel de<br />
secundaria o al menos en el nivel preuniversitario y si contaran con los<br />
conocimientos básicos de un software de dibujo estaríamos hablando de una<br />
etapa anterior fundamental en la formación de nuestros alumnos del primer<br />
semestre de la carrera de Ingeniería Civil del Instituto Tecnológico de<br />
Mérida, podríamos considerar un periodo de transición y no de inicio a un<br />
primer curso de Dibujo técnico e incluso de fase final al primer y a veces al<br />
único curso dibujo técnico en la carrera de ingeniería civil.<br />
La docencia se encuentra actualmente en un período de cambio motivado<br />
por una serie de factores: el nuevo modelo educativo por competencias, la<br />
exigencia social de incorporación de las nuevas tecnologías de información<br />
y comunicación (TIC) y la necesidad de mejora continua.<br />
Cuando se enseña y aprende por competencias, se propicia una construcción<br />
en espiral en acción, donde los conocimientos son percibidos como<br />
herramientas útiles para la resolución de problemas (Denyer, Furnémont,<br />
Poulain y Vanloubbeeck, 2007).<br />
100 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
Esta situación provoca el planteamiento de nuevos retos en tres áreas de la<br />
tarea del docente, la planificación docente, la metodología docente y la<br />
evaluación de los resultados.<br />
Para evaluar si alguien posee una competencia, es necesario demostrar que<br />
se cubren a satisfacción las exigencias de la tarea, que se saben realizar las<br />
funciones que ésta requiere y que se manifiesta el tipo y nivel de desempeño<br />
esperado. (Díaz Barriga, Frida 2010 p.18).<br />
ANTECEDENTES<br />
A partir de 1962 el Dibujo adquiere una dimensión interactiva, cuando en el<br />
Instituto de Tecnología de Massachusetts, un joven llamado Iván<br />
Sutherland, sentó las bases de lo que conocemos hoy como Gráficos o<br />
Imágenes interactivos por computadora. Este brillante alumno en su tesis<br />
doctoral titulada, “Sketchpad: A Man - Machine Graphic Comunications<br />
System,” propuso la idea de utilizar un teclado y un lápiz óptico para crear e<br />
Interactuar con gráficos en la pantalla del monitor.<br />
El programa Sketchpad propuesto por él, permitía dibujar por ejemplo un<br />
tornillo, mediante un lápiz óptico que introducía las coordenadas, y<br />
completaba el dibujo mediante formas geométricas denominadas primitivas<br />
(líneas, arcos, circunferencias, polígonos), que podía modificar. Este<br />
programa puede considerarse el primer programa de CAD, de allí que se<br />
considere a Sutherland el padre de los gráficos informáticos.<br />
La empresa Autodesk creadora del software para Dibujo Autocad es uno de<br />
los programas más utilizados en el diseño asistido por computadora, por ser<br />
de fácil manejo para toda clase de dibujo que requiera precisión.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 101
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Por su fácil manejo e interactividad en los comandos y personalización,<br />
Autocad se ha convertido en un programa estándar de Diseño. (Gutiérrez,<br />
Ferney. 2007).<br />
Situación actual<br />
Los nuevos planes de estudio debido al nuevo modelo educativo basado en<br />
competencias y el rápido avance de la ciencia y de la tecnología en estos<br />
últimos años han transformado muchos factores de competividad, como son<br />
los costos, calidad, tiempo y características de los equipos etc. En todos<br />
estos una de las tendencias es trabajar más con la mente y menos con las<br />
manos, en el campo asistido por computadora el desarrollo se viene dando<br />
con respecto a la función del hardware y software disponible, los precios, y<br />
la disponibilidad y el alcance de las empresas del sector productivo, exige<br />
la mejor preparación y actualización de conocimientos en el área de diseño<br />
y dibujo y es imprescindible que nuestros estudiantes salgan capacitados en<br />
el manejo de las tecnologías CAD.<br />
En el Instituto Tecnológico de Mérida la materia de dibujo para ingeniería<br />
civil se sitúa en el primer semestre de la carrera con seis horas semanales las<br />
cuales se dividen en dos horas en el taller de dibujo en restirador y con<br />
instrumentos tradicionales como son la regla “T”, los lápices de dibujo, las<br />
escuadras, etc. y cuatro horas semanales en el laboratorio del centro de<br />
cómputo del Instituto, cabe mencionar que es en este único semestre de la<br />
carrera en el que se cursa la materia y los alumnos deben de salir con la<br />
competencia de saber dibujar e interpretar planos constructivos relacionados<br />
con la carrera dibujados en forma tradicional y en CAD.<br />
El programa de la materia es muy ambicioso y además se debe de cubrir<br />
todo el contenido. Una de las situaciones a las que se enfrenta el docente es<br />
que la mayoría de los estudiantes carecen de los conocimientos básicos de<br />
dibujo técnico y muchas veces es su primer contacto con un software de<br />
dibujo asistido por computadora CAD. Otra situación es que en un semestre<br />
de 90 hrs se divide en 30 hrs para trabajar en el taller de dibujo en restirador<br />
102 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
y 60 hrs en el centro de cómputo con el software de dibujo asistido por<br />
computadora Autocad. El reto del docente es cubrir en este tiempo el<br />
contenido del programa y que los estudiantes realmente tengan un<br />
aprendizaje significativo.<br />
Las TIC en la educación.<br />
El avance de la tecnología y la ciencia actualmente está transformando<br />
muchos factores de competitividad como son costos, calidad tiempo y<br />
equipo disponibilidad de equipos, mano de obra, entre otros. En todos estos<br />
factores se está trabajando más con la mente y menos con las manos.<br />
En el campo del dibujo o diseño por computadora el desarrollo se ve<br />
acompañado en función del hardware y software disponible, de la<br />
accesibilidad a lo más reciente de las versiones, debido a que los estudiantes<br />
deben aprender con los programas más actuales en este tema ya que las<br />
empresas que los contratarán por lo general buscan estar al día con sus<br />
programas, para agilizar los procesos y tener mayor éxito.<br />
La realidad es que en muchas escuelas en donde se enseña el CAD, no están<br />
actualizadas, ni en el software ni en cuanto a la currícula, mostrando<br />
deficiencias en el área relacionada a las tecnologías CAD así como en el<br />
proceso enseñanza –aprendizaje. La incorporación de las TIC en la<br />
educación es un proceso difícil ya que parecería un injerto de un modelo<br />
originado afuera de los sistemas de enseñanza. Los procesos casi siempre<br />
son de “afuera” hacia “adentro” del sistema educativo lo que genera mucha<br />
resistencia. Mucha de esta resistencia viene de los profesores que son<br />
agentes claves para la integración de las TIC en los procesos claves de<br />
enseñanza –aprendizaje.<br />
Esto se puede deber a la formación misma de los profesores que<br />
seguramente se realizó de la forma tradicional y por tanto no se encuentran<br />
familiarizados con las TIC y su lenguaje.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 103
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Se ha mencionado que las TIC “no fueron concebidas para la educación, no<br />
aparecen naturalmente en los sistemas de enseñanza; no son demandadas<br />
por la comunidad docente; no se adaptan fácilmente al uso pedagógico”<br />
(Bonilla, 2003, p.120).<br />
Desde el punto de vista Educativo, “vencer la resistencia” de los docentes<br />
significa no sólo que ellos aprendan a manejar los equipos sino que<br />
aprendan a utilizarlos con propósitos educativos, incorporando la tecnología<br />
al trabajo diario del aula. Igualmente se requiere un cambio de actitud, del<br />
docente, apoyo y tiempo para comprender la nueva cultura y expandir sus<br />
horizontes educacionales.<br />
Desarrollo<br />
Descripción de la Estrategia<br />
Este proyecto, pretende ayudar en el proceso de aprendizaje, y planificación<br />
del estudio de dibujo en ingeniería civil que es una materia práctica con la<br />
cual adquirimos las herramientas necesarias para comprender el mundo de<br />
las imágenes y objetos.<br />
En el proceso de aprendizaje he considerado tres principios fundamentales:<br />
la memoria, el ritmo y la motivación.<br />
La memoria, como instrumento importante en la adquisición de<br />
conocimientos. El aprendizaje debe de incidir sobre la aplicación de la<br />
memoria a largo plazo por efecto de experiencias que estimulen los<br />
mecanismos receptores.<br />
El ritmo del proceso de aprendizaje debe de ser cuidadosamente<br />
seleccionado para conseguir la máxima eficacia.<br />
Un incremento gradual y progresivo de la dificultad da mayores<br />
rendimientos.<br />
104 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
La motivación entendida como el refuerzo para superar los obstáculos, es<br />
esencial en el proceso educativo. El interés por descubrir por parte del<br />
estudiante será la mejor motivación ya que haciendo las cosas es como<br />
mejor se aprende y verificamos que existen diferentes formas de hacer un<br />
dibujo y mientras se va practicando se van conociendo mejor las técnicas,<br />
los recursos, etc. En este aspecto pudiera contribuir los elementos didácticos<br />
aplicados, la participación del alumno en el proceso de aprendizaje y la<br />
aclaración de consultas o la actitud entusiasta y positiva del profesor.<br />
Dado que el alumno en su proceso de aprendizaje y mediante ciertos<br />
mecanismos autorregulatorios, puede llegar a controlar eficazmente el<br />
ritmo, la secuencia, y profundidad de sus conductas y procesos de estudio,<br />
una de las tareas principales del docente es motivarle y estimular su<br />
participación activa y aumentar la significatividad potencial de los<br />
materiales académicos. (Díaz Barriga, Frida 2010, p. 34).<br />
Alcances<br />
La idea de realizar este proyecto de desarrollo nace durante el estudio de la<br />
especialidad en docencia y ante la necesidad de mejorar el proceso<br />
enseñanza –aprendizaje de una materia tan antigua y práctica como lo es el<br />
dibujo técnico y al mismo tiempo tan nueva en cuanto a la inclusión de las<br />
(TIC) en especial del dibujo asistido por computadora (CAD) de alguna<br />
rama del dibujo de la ingeniería o diseño. Esto ha generado grandes cambios<br />
en los contenidos y metodologías de la tradicional asignatura de dibujo<br />
técnico. Los nuevos planes de estudio para la carrera de Ingeniería Civil en<br />
el Instituto Tecnológico de Mérida, señala que el estudiante al finalizar el<br />
curso debe de tener la habilidad para dibujar a mano alzada principalmente<br />
en el campo laboral y utilizar el software de dibujo en donde pueda dibujar<br />
cualquier tipo de planos estructurales. Los alumnos que cursan el primer<br />
semestre de la carrera de Ingeniería Civil en el Instituto Tecnológico de<br />
Mérida dentro de su retícula del semestre se encuentran la materia de<br />
Dibujo en Ingeniería Civil, con 6 créditos, uno teórico y cinco prácticos y<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 105
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
divididos en dos talleres el de dibujo en restirador que es el dibujo<br />
tradicional con instrumentos manuales como reglas, escuadras, y lápices y<br />
el dibujo asistido por computadora CAD.<br />
La aportación al perfil del ingeniero, señala:<br />
• Planear, proyectar, diseñar, construir, operar y conservar Obras<br />
Hidráulicas y Sanitarias, Sistemas Estructurales, Vías Terrestres,<br />
Edificación y Obras de Infraestructura Urbana e Industrial.<br />
• Tener habilidad para utilizar Tecnologías de la Información y<br />
Comunicación (TIC’s), software y herramientas electrónicas para la<br />
Ingeniería Civil.<br />
El objetivo de aprendizaje de la materia es:<br />
• Dibujar e interpretar planos constructivos de obras de ingeniería<br />
civil, identificando la forma y la función de los elementos que las<br />
integran, manejando técnicas de representación gráfica con<br />
instrumentos manuales, software de dibujo por computadora y<br />
elaboración de croquis a mano libre; apegado a las normas.<br />
Para tratar de alcanzar el objetivo de esta asignatura se proponen las<br />
siguientes actividades estratégicas.<br />
Actividades Estratégicas.<br />
Para una buena formación en nuestro caso de Ingenieros Civiles creemos<br />
que es importante resaltar los siguientes tipos de aprendizaje significativo:<br />
• Por Asociación: Cuando se adquiere un conocimiento y se aplica a la<br />
realidad. Así si se conoce una regla se aplica en consecuencia.<br />
• Reflexivo: A partir de las experiencias y conocimientos adquiridos,<br />
utilizando la razón capacita para resolver problemas.<br />
• Creativo: Impulsa la capacidad creativa, por la cual el estudiante<br />
descubre algo.<br />
106 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
El software de dibujo de Autocad es una herramienta de acceso rápido a<br />
contenidos de la materia de dibujo proporcionando mucha información pero<br />
no garantiza por sí mismo un proceso de aprendizaje. Cuando queremos<br />
aprender algo o dominar una habilidad el sólo acceso a la información no<br />
conduce al aprendizaje, desde ésta perspectiva se puede afirmar que el<br />
trabajo del docente no es enseñar sino es propiciar que los estudiantes<br />
aprendan. “La función del trabajo docente no puede reducirse ni a la de<br />
simple transmisor de la información, ni a la de facilitador del aprendizaje.<br />
Antes bien el docente se constituye en un mediador en el encuentro del<br />
alumno con el conocimiento. En esta mediación el profesor orienta y guía la<br />
actividad mental constructiva de sus alumnos, a quienes proporciona ayuda<br />
pedagógica ajustada a su competencia. (Frida Díaz Barriga 2010, p. 2).<br />
El proyecto de desarrollo para esta materia propone lograr un aprendizaje<br />
significativo en los estudiantes por medio de herramientas de apoyo(<br />
puentes cognitivos) como los videos tutoriales de AutoCad que se espera<br />
liguen los contenidos didácticos, por medio de ejercicios, y prácticas de<br />
dibujo que irán aumentando el grado de dificultad e introduciendo al<br />
estudiante en el conocimiento de las capacidades básicas del programa que<br />
necesitará conocer para resolver cualquier problema del dibujo asistido por<br />
computadora en dos dimensiones. Esto lo refiere Frida Díaz Barriga en el<br />
siguiente párrafo,” Durante el aprendizaje significativo el alumno relaciona<br />
de manera no arbitraria y sustancial la nueva información con los<br />
conocimientos y experiencias previas y familiares que ya posee en su<br />
estructura de conocimientos o cognitiva” (Díaz Barriga Frida 2010. p.31).<br />
El aprendizaje se facilita cuando los contenidos se presentan al estudiante<br />
organizados de manera conveniente y siguen una secuencia lógicapsicológica<br />
apropiada.<br />
Se propone que el docente presente la sesión de clase con el objetivo claro y<br />
alcanzable, preparando el ambiente de aprendizaje tanto físico como mental.<br />
El desarrollo de la sesión implica un balance de los contenidos a impartir,<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 107
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
las habilidades a desarrollar, el tiempo a emplear, y las estratégias a seguir<br />
para lograr los objetivos de la sesión, sin perder de vista que el protagonista<br />
principal es el estudiante.<br />
Se plantea que por medio de las siguientes actividades estratégicas se vaya<br />
adecuando para cada unidad de aprendizaje.<br />
1.- Presentación de la unidad.<br />
2.- Descripción del problema.<br />
3.- Definición de los objetivos.<br />
4.- Videos de Apoyo.<br />
5.- Apuntes referentes al tema.<br />
Por ejemplo:<br />
Unidad 1.<br />
Introducción al Dibujo.<br />
• Ambiente físico de trabajo, instrumentos, materiales, terminología<br />
básica empleada en el Dibujo Técnico, Normatividad.<br />
• Identificar los materiales e instrumentos empleados para el dibujo<br />
técnico.<br />
• Interpretar la terminología y la normatividad básica para el dibujo<br />
técnico.<br />
• Video de apoyo, referente al tema.<br />
• Apuntes referentes al tema.<br />
En el taller de dibujo en restirador, la competencia a desarrollar será que el<br />
estudiante utilice adecuadamente el manejo de los lápices para realizar<br />
croquis y bosquejos a mano alzada.<br />
Y la actividad será que elabore croquis y bosquejos utilizando las técnicas<br />
del dibujo a mano alzada.<br />
108 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
En esta primera Unidad, se presentará en el laboratorio de cómputo el<br />
software de dibujo asistido por computadora Autocad.<br />
Las actividades estratégicas serán las mismas pero aplicadas al software de<br />
dibujo,<br />
1.- Presentación del software de dibujo (Autocad)<br />
2.- Descripción del software. (Ambiente Autocad)<br />
3.- Definición de los Objetivos (Dibujo de entidades)<br />
4.- Videos tutoriales (Qué es Autocad y la Interfaz)<br />
5.- Apuntes referentes al tema (Presentación del manual Autocad)<br />
Se dedicarán las primeras clases de prácticas exclusivamente a ayudar al<br />
alumno a relacionarse con el manejo elemental del software de dibujo<br />
(Autocad) empleando para esto entre cuatro y seis horas con la ayuda de los<br />
videos tutoriales y con apoyos puntuales del docente, asociando los<br />
comandos de dibujo y de edición esto le permite al estudiante ser más<br />
reflexivo, desarrollando las habilidades de asociación, creatividad, aparte<br />
del uso correcto del mouse o ratón.<br />
Unidad 2.<br />
Dibujo topográfico.<br />
La competencia en esta unidad es que el estudiante pueda explicar la<br />
utilización de la simbología adecuada con base a planos topográficos.<br />
Las actividades a realizar en el taller serán: Investigar que es un plano<br />
topográfico y su simbología, realizar un plano topográfico en restirador,<br />
utilizando los diferentes lápices para identificar los tipos de líneas.<br />
Las actividades a realizar en el centro de cómputo serán: presentar el tema<br />
de modificación de entidades, mostrar el video tutorial sobre el tema para<br />
que los estudiantes vayan identificando y asociando los comandos , se<br />
muestran ejemplos, se discute y reflexiona, se realiza un ejercicio en el aúla,<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 109
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
el docente revisa y aclara dudas si es necesario, se enseña una vez más el<br />
video y se va deteniendo en donde haya surgido alguna duda se realiza otro<br />
ejercicio, se retroalimentan los comandos que se hayan aprendido en esa<br />
sesión.<br />
Unidad 3.<br />
Dibujo Arquitectónico y Estructural.<br />
La competencia a desarrollar en esta unidad es que el estudiante aplique los<br />
conocimientos adquiridos en las unidades anteriores 1 y 2 para la práctica de<br />
dibujos arquitectónicos y estructurales a realizar.<br />
Dentro de las actividades a desarrollar se propone que investiguen<br />
individualmente o colaborativamente la simbología para la realización de<br />
planos arquitectónicos y estructurales, que traigan a clase planos<br />
arquitectónicos y estructurales para exponer y analizar en el taller de dibujo.<br />
En el laboratorio de cómputo se presentará el tema, el problema a resolver,<br />
los objetivos y se proyectará el video de referencia a objetos y creación de<br />
capas, identificando y asociando con los otros comandos, se discutirá y<br />
reflexionará, se aclararán si hay dudas, se realizará un ejercicio libre para<br />
impulsar la capacidad creativa aplicando los comandos de dibujo, edición,<br />
creación de capas y referencia a objetos para dibujar un plano<br />
arquitectónico y uno estructural al final de la sesión se retroalimentará lo<br />
que se aprendió en la sesión.<br />
Unidad 4.<br />
Dibujo de planos e instalaciones.<br />
La competencia será que el estudiante aplique los conocimientos adquiridos<br />
para la elaboración de instalaciones eléctricas, hidráulicas, sanitarias y de<br />
gas utilizando la simbología correspondiente.<br />
110 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
Las actividades propuestas serán, investigar colaborativamente la<br />
simbología correspondiente a cada instalación, traer planos de diferentes<br />
instalaciones para su análisis y discusión en el taller, realizar planos de<br />
instalaciones, eléctricas hidráulicas, sanitarias y de gas, con la simbología<br />
adecuada sobre copias de la planta arquitectónica realizada en la unidad<br />
anterior.<br />
Las actividades a realizar en el centro de cómputo serán: presentación de la<br />
unidad, los alcances y los objetivos, se proyectará el video sobre la creación<br />
de bloques y dimensionamiento, se reflexionará y discutirá, se aclararán<br />
dudas, se realizarán ejercicios, se revisarán y se dibujarán en el Autocad<br />
asociando los comandos de dibujo, edición, referencia a objetos, creación de<br />
capas, bloques, textos y dimensionamiento creando los planos de<br />
instalaciones.<br />
Unidad 5.<br />
Perspectivas.<br />
La competencia será aplicar los conocimientos adquiridos para realizar<br />
volúmenes simples con luces y sombras.<br />
Dentro de las actividades a desarrollar para alcanzar la competencia<br />
dibujaremos en el taller de dibujo por medios manuales y con instrumentos<br />
volúmenes simples con luces y sombras.<br />
En el laboratorio de cómputo aplicaremos en Autocad los conocimientos<br />
adquiridos en las unidades anteriores asociando algunos nuevos comandos<br />
de dos dimensiones, con la libertad de crear y dibujar volúmenes simples<br />
con luces y sombras.<br />
Se espera que los alumnos con la ayuda de los videos tutoriales puedan<br />
adquirir cierta autonomía o al menos puedan consultarlos a manera de<br />
instrumento de retroalimentación.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 111
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Se recomienda la evaluación por medio de un portafolios de evidencias que<br />
se dividirá en dos partes una con los ejercicios y trabajos realizados en el<br />
taller de dibujo y la otra con los ejercicios y trabajos realizados por medio<br />
del Autocad.<br />
CONCLUSIÓN<br />
A partir de la experiencia adquirida en estos últimos años como docente de<br />
Dibujo Técnico para la carrera de Ingeniería Civil en el Instituto<br />
Tecnológico de Mérida, y en base los conocimientos adquiridos en la<br />
Especialización en Docencia de la Facultad de Educación de la UADY, el<br />
saber procedimental se aplica correctamente para esta materia que se basa<br />
en la realización de varias acciones u operaciones, sean estas de manera<br />
manual es decir en el dibujo en restirador o en el dibujo asistido por<br />
computadora.<br />
Por lo tanto que se podría decir que el dibujo asistido por computadora en<br />
especial el programa de Autocad en un futuro muy próximo va a ser la<br />
herramienta que sustituya al dibujo técnico tradicional al menos que, si se<br />
requiere continuar con la enseñanza del dibujo técnico en restirador, se<br />
recomienda implementar un semestre para éste y otro para la enseñanza del<br />
Autocad ya que como se mencionó al principio es en primer semestre de la<br />
carrera de Ingeniería civil y en el único en donde se imparte la materia de<br />
dibujo para ingeniería civil.<br />
Se considera que para que el estudiante adquiera el aprendizaje esperado y<br />
lo aplique durante toda la carrera se necesita de más prácticas ya que<br />
haciendo es como mejor aprendemos. Se recomienda al estudiante<br />
mantenerse actualizado con las nuevas versiones del Autocad, consultar<br />
manuales y videos tutoriales sugeridos y sitios en internet en donde pueden<br />
interactuar con otros estudiantes.<br />
112 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
RAMÍREZ VALENZUELA CENTENO, R.<br />
A los docentes de las áreas de Dibujo Técnico o Dibujo para Ingenierías, se<br />
les recomienda mantenerse actualizados en los programas de Dibujo<br />
Asistido por Computadora e implementar otros materiales didácticos como<br />
la proyección de los videos tutoriales que puedan consultar en algún<br />
momento tanto el estudiante como el docente y la investigación de<br />
simbologías y tipos de planos, ya sea de manera individual o colaborativa<br />
así como la evaluación formativa por medio de un portafolio de evidencias<br />
para hacer una valoración del progreso del estudiante. La implementación<br />
de la presente propuesta se pondrá en práctica el semestre próximo como<br />
prueba piloto, esperando mejorar los resultados de enseñanza-aprendizaje en<br />
los estudiantes, se espera que el aprendizaje sea significativo. Y por último<br />
al Instituto Tecnológico de Mérida, le reconozco su esfuerzo por mantener<br />
actualizado el centro de cómputo con el equipo, las instalaciones y los<br />
software necesarios pero en cuestión de software de dibujo, se aconseja<br />
instalar en los equipos las versiones recientes de Autocad con licencia<br />
educativa, siendo este programa la herramienta de enseñanza en el Instituto,<br />
se debería hacer un esfuerzo en el presupuesto para actualizarse y se solicita<br />
capacitar a los docentes del área de dibujo de las diferentes carreras y crear<br />
entre los docentes una academia de dibujo.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍAS<br />
Bonilla, Javier (2003) “Políticas nacionales de educación y nuevas<br />
tecnologías: El caso de Uruguay” en VVAA Educación y Nuevas<br />
Tecnologías. Experiencias en América Latina, IIPE Buenos Aires<br />
UNESCO.<br />
Díaz Barriga, A.F., Hernández Rojas, G. Estratégias Docentes para un<br />
aprendizaje significativo. Tercera Edición, Mc. Graw-<br />
Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V. México, 2010.<br />
González Nava, L.M. (2008). De la pantalla a la Realidad. Autocad 2008<br />
actualización 2009 .Editorial GIC.1ª.Edición.<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 113
DIBUJO EN INGENIERÍA CIVIL<br />
Sunkel, Guillermo. (2006). “Las tecnologías de la información y la<br />
Comunicación (TIC) en la educación en América Latina.” Una<br />
exploración de indicadores. División de desarrollo Social. CEPAL.<br />
114 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
COMUNICACIÓN CORTA<br />
REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN NOV. 2013 VOL. 19, NÚM. <strong>54</strong>, PP. 115-123 ISSN 0185-6294<br />
DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO.<br />
Oscar Ceh Soberanis, Eduardo Denis Alcocer, Enrique Chan y Díaz,<br />
Jorge Alberto Chi Loeza y Marco Humberto Argáez Aguilar<br />
Departamento de Metal-Mecánica, Instituto Tecnológico de Mérida<br />
Km 4.5 Avenida Tecnológico CP 97118, Mérida Yucatán México<br />
Correo electrónico: oscarcehsoberanis@gmail.com<br />
Recibido: 29/Septiembre/2013 Aceptado: 30/septiembre/2013 Publicado: 12/noviembre/2013<br />
RESUMEN<br />
En el presente trabajo se muestra el diseño de un reactor seco para la<br />
producción de hidrógeno como combustible, la geometría con la que se<br />
pretende construir el reactor se diseñó en base a los cálculos eléctricos y las<br />
reacciones químicas esperadas, el reactor consta de 16 placas de acero<br />
inoxidable, dispuestas en placas de 13 cm x 15 cm, cada placa estará<br />
separada por sellos de neopreno, un grupo de placas con carga positiva<br />
estarán intercaladas con las placas positivas y cada una de ellas separadas<br />
por 3 placas neutras. Una pila de automóvil será la fuente de alimentación<br />
para la electrólisis.<br />
ABSTRACT<br />
In this paper, is shown the design of a dry reactor for production of hidrogen<br />
as fuel, the geometry was design is according the electrical conditions and<br />
the chemical reactions. The reactor has 16 plates of stainless Steel of 13 x<br />
13 cm, each plate is separated by a neoprene ring seals. The possitive group<br />
plates its intercalated with the negative group plates, and each plates<br />
separated by three neutral plates. A car battery is used to power source to<br />
induce the electrolysis of water.<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO<br />
INTRODUCCIÓN<br />
El precio de los combustibles fósiles ha venido incrementándose en las<br />
última décadas, esto debido a los costos extracción del petróleo, por ello, el<br />
encontrar fuentes alternativas de combustible y que sean amigables con el<br />
medio ambiente es una necesidad imperante para la ciencia. El hidrógeno es<br />
un combustible considerado limpio ya que no produce gases de efecto<br />
invernadero, además posee la más alta densidad de energía específica, es<br />
considerado como la mejor alternativa al combustible fósil, por estas<br />
razones, el investigar métodos y procesos de obtención a bajo costo de<br />
hidrógeno combustible es un línea de investigación prioritaria del mundo.<br />
Actualmente existe trabajos de investigación en donde se proponen celdas<br />
de hidrógeno usando agua dulce [Eisenber D. K , Plambeck J.A. Yull<br />
Brown1 y Yull Brown 2], logrando una eficiencia muy baja en la energía<br />
obtenida a partir de la combustión de hidrógeno y la energía administrada<br />
para la producción del hidrógeno. Por otro lado, se han desarrollado<br />
investigaciones en donde se propone diluir sales en el agua con el propósito<br />
de incrementar la conducción eléctrica del agua [Wang M et. al]. En el<br />
presente trabajo se presenta el diseño de un reactor seco para la producción<br />
de hidrógeno combustible, en él se muestra la geometría del reactor, así<br />
como las reacciones químicas esperadas durante el proceso de electrólisis de<br />
H 2 O+NaCl.<br />
Teoría electro-química<br />
La electrólisis del agua es un proceso por el cual se disocia la molécula del<br />
agua en Hidrógeno y oxígeno molecular mediante la aplicación de un<br />
potencial eléctrico, en el proceso se aplica una corriente eléctrica continua<br />
mediante electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y<br />
sumergidos en la solución H 2 O+NaCl. El electrodo conectado al polo<br />
positivo se conoce como ánodo y el conectado al negativo como cátodo.<br />
116 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
CEH SOBERANIS, O; DENIS ALCOCER , E.; CHAN Y DÍAZ, E.; CHI LOEZA, J. Y ARGÁEZ AGUILAR, M.<br />
La celda básica para la electrólisis del agua consisten en un ánodo, un<br />
cátodo, una fuente de alimentación y el electrolito (H 2 O+NaCl), en la figura<br />
1 se muestran los componentes más importantes de la electrólisis.<br />
Para poder lograr la electrólisis es necesario superar barreras energéticas,<br />
mediante el aporte de energía eléctrica, las barreras de energía incluyen<br />
resistencias por las energías de activación de las reacciones electroquímicas<br />
que se producen en la superficie del electrodo (Re), resistencias debido a la<br />
presencia de las burbujas del gas sobre la superficie de los electrodos (Rb),<br />
que se forman como consecuencia de la reacción, por último la resistencia<br />
de la transferencia iónica en la solución electrolítica (Rc). En la figura 2 se<br />
muestran el circuito análogo a las resistencias presentes en la electrólisis del<br />
agua.<br />
Diseño<br />
a) Diseño mecánico<br />
El diseño se realizó usando el software Solid Works. La celda productora de<br />
hidrogeno consta de 2 placas positivas, 2 negativas y 12 placas neutras. Las<br />
placas neutras son usadas para separar las placas positivas y negativas, cada<br />
una de las placas son separadas con sellos de neopreno de 8 cm de diámetro<br />
y 5 mm de espesor, como se muestra en la figura 3a y 3b. En la figura 3 se<br />
muestra una imagen del diseño del reactor ensamblado en donde se muestra<br />
las partes de principales del reactor.<br />
El diseño se construyó en base a la densidad de corriente por milímetro de<br />
placa con el fin de poder aplicar la energía necesaria para disociar la<br />
molécula del agua en H-H-O.<br />
Las celdas por electrólisis permiten obtener hidrógeno de una pureza<br />
nominal del 99.8%. Las celdas convencionales operan a voltajes de 1.8-2.2<br />
V, con densidades de corriente por debajo de 0.4 A/cm 2 ; los<br />
electrolizadores avanzados trabajan a voltajes relativamente bajos, sobre 1.6<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 117
DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO<br />
V, y densidades de corriente más elevadas, de hasta 2 A/cm 2 [Dutta S. ;<br />
Wendt H, et.al]. El agua es una sustancia de naturaleza estable, siendo la<br />
ruptura molecular para la producción de hidrogeno y oxigeno altamente<br />
costosa.<br />
El voltaje necesario para la electrólisis en una celda se le conoce como el<br />
potencial termoneutral [R.L. LeRoy et.al, ,28] que en condiciones estándar<br />
puede expresarse como = ∆<br />
= −1.482 siendo n el número de moles<br />
<br />
de electrones transferido en la reacción, F es la constante de Faraday 96485<br />
x10 24 C/mol, ∆ es la entalpia de disociación del agua (285.8 KJ/mol) .<br />
Cuando se trabaja a potencial de celda igual al termoneutral, el proceso de<br />
electrólisis genera suficiente calor como para compensar el termino<br />
entrópico. Si el voltaje aplicado en la celda es menor que el termoneutral<br />
(calor absoluto), entonces la reacción de electrolisis es endotérmica y se<br />
produce adecuadamente. por otro lado, si el voltaje de celda es mayor que el<br />
termoneutral la reacción que se produce es exotérmica, y existe una pérdida<br />
de calor. Por tanto, el potencial termoneutral es un límite termodinámico<br />
superior para la electrólisis, que debe de superarse.<br />
b) Electrólisis del agua.<br />
Dentro del reactor seco para la producción de hidrógeno es posible<br />
encontrar el proceso para que se produzca el hidrógeno en forma de gas, en<br />
la figura 4 se muestra los diversos compuestos de la solución, en él se<br />
muestra la composición de la mezcla de 2H 2 O (l) +2NaCl (ac) en donde el agua<br />
se encuentra en su fase líquida y el cloruro de solio en fase acuosa, al<br />
mezclarse de forman aniones de Cloro, oxidrilos y cationes de sodio e<br />
hidrógeno, durante el inicio de la aplicación del potencial eléctrico.<br />
Al continuar aplicando el potencial eléctrico a las placas se pueden<br />
producen producir burbujas que de oxígeno y de hidrógeno que son atraídos<br />
al ánodo y al cátodo respectivamente, dichas burbujas son llevadas a un<br />
conducto donde son extraídas para su consumo, como se muestra en la<br />
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CEH SOBERANIS, O; DENIS ALCOCER , E.; CHAN Y DÍAZ, E.; CHI LOEZA, J. Y ARGÁEZ AGUILAR, M.<br />
figura 5, en ella se muestra un esquema de las burbujas, y las reacciones<br />
producidas por los electrones en el compuesto de H 2 O y NaCl.<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
Dutta S. Technology assesment of advanced electrolytic hydrogen<br />
production, International Journal of hydrogen energy 15 379 (1990)<br />
Eisenber D. Kauzman, The structure and properties of water, Oxford<br />
University Press (1969)<br />
H. Wendt, G. Imarisio, Nine years of research and development of advanced<br />
water electrolysis. A Review of the research programme of the<br />
commission of the european communities 18 1 (1988)<br />
Leroy R.L., Bowen C.T, LeRoy D.J., The thermodynamics of aqueous wáter<br />
electrolysis, Journal of the electrochemical society 127 19<strong>54</strong> (1980)<br />
Plambeck J.A., Electroanalytical chemestry, principles and application 2ed<br />
New Yor Wiley (1982)<br />
Wang M., Wang Z, Gong X. Y Guo Z. The intensification technologies to<br />
water for hydrogen production- A Review. Renewable and sustainable<br />
Energy review 29 573 (2014)<br />
Yull Brown , US Patent 4,081,656 (1978)<br />
Yull Brown, US Patent 4,014,77, (1977).<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 119
DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO<br />
Figura 1. Esquema de los componentes básicos de una celda para electrólisis<br />
del agua<br />
Figura 2 Circuito eléctrico de las resistencias presentes en la electrólisis del<br />
agua<br />
120 REVISTA DEL CENTRO GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong>
CEH SOBERANIS, O; DENIS ALCOCER , E.; CHAN Y DÍAZ, E.; CHI LOEZA, J. Y ARGÁEZ AGUILAR, M.<br />
a)<br />
b)<br />
Figura 3.- a) Esquema en explosión de la celda en donde se muestra los<br />
principales componentes del reactor seco, b) esquema de la celda final.<br />
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DISEÑO DE UN REACTOR SECO PRODUCTOR DE HIDRÓGENO<br />
Figura 4.- Esquema de la celda básica.<br />
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CEH SOBERANIS, O; DENIS ALCOCER , E.; CHAN Y DÍAZ, E.; CHI LOEZA, J. Y ARGÁEZ AGUILAR, M.<br />
Figura 5.- Esquema de las reacciones ocurridas en la celda básica<br />
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN VOL. 19 NÚM. <strong>54</strong> 123
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR<br />
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR<br />
TECNOLÓGICA<br />
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA<br />
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN<br />
Avenida Tecnológico S/N Mérida, Yucatán C.P. 97118<br />
Tels: (999) 964 5000; Fax: (999) 944 8181<br />
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