que : el controlador de velocidad incluye una linealización estática del modelo ,

y

el lazo de posición incluye un bloque no lineal para disminuir el error de seguimiento

de un vehículo cuatrirrotor ” organizado por el Comité Español de Automática

y

que tuvo lugar en las Jornadas de Automática de Vigo , el pasado septiembre de

se especifica las características del controlador que se diseñó para la fase 1

y

que posteriormente se implementó en el AR - Drone para participar en la segunda

a bordo del vehículo ( o autopiloto ) cuyo firmware no es posible modificar ,

y

que es suministrado por el fabricante del AR - Drone . El movimiento en

XY , ya que la altura es constante , de donde ΣTi ≈ mg ;

y

el giro en yaw es siempre nulo . Teniendo en cuenta , además , que

20º - 24º . Esto es un parámetro de configuración habitual en multirrotores ,

y

se modela incluyendo una saturación a la entrada del modelo . • El nivel

es válida a velocidades menores que 1 - 1 . 5 m / s ,

y

cuando la suma de las referencias de pitch y de roll se encuentra por debajo

sección 2 . 3 , se observa que probablemente el sistema no tiene ceros ,

y

que tiene dos polos o más . Los valores elegidos para np , y nz

elegidos para np , y nz se obtuvieron comparando múltiples modelos identificados ,

y

se observó que el valor óptimo era nz = 0 , y np = 2

comportamiento en y , por esta razón , el modelo que relaciona el RefPitch con vx

y

el que relaciona RefRoll con vy deben de obtenerse , y así se hizo ,

el RefPitch con vx y el que relaciona RefRoll con vy deben de obtenerse ,

y

así se hizo , de forma independiente pero siguiendo procedimientos análogos . A

organizadores evaluaron y puntuaron el modelo y el controlador durante la fase I del concurso

y

que no estaba a disposición de los concursantes . Las funciones devolvían una serie

el cuatrirrotor es un sistema con dos variables de entrada y cuatro de salida ,

y

tal y como se ha mencionado anteriormente , el sistema se puede dividir en dos

las restricciones de valores máximos o mínimos admisibles por el cuatrirrotor ,

y

reducirla en el caso de que los sobrepasara 3 . 2 . Implementación del

con el AR - Drone . El programa recibe los paquetes de telemetría del vehículo

y

envía los comandos de control de manera cíclica . La organización la programación

Control ” , la cual tiene un patrón entrada - salida prefijado por la organización

y

está contenida en la “ dll ” . Los parámetros de entrada del controlador son

en la figura 13 ) que debe seguir el cuatrirrotor comienza en la coordenada nula

y

continua con el recorrido del cuadrado en sentido contrario a las agujas del reloj

trayectoria , si tenemos en cuenta que el AR - Drone mide unos 50x50 cm

y

que a 20 cm del “ waypoint ” se considera que ha llegado a él

error es mínimo . Para estudiar el comportamiento del controlador de posición

y

apreciar que no existen sobreoscilaciones en la posición , se ha elaborado la gráfica

es decir , las variables manipuladas cuando actúa la función no lineal invertida

y

cuando la función no lineal se ha sustituido por la linealización de dicho bloque

contienen una cantidad de ruido limitada , más presente en RefRoll que en RefPitch ,

y

que los comandos varían con suavidad , especialmente el comando de pitch . Esto

especialmente el comando de pitch . Esto indica que el controlador está bien calibrado ,

y

que debería tener cierta robustez a pequeños cambios en la dinámica del vehículo

roll , pero como se observa en figura 26 , estos comandos son relativamente suaves

y

el nivel de ruido en el comando de roll es limitado . Siguiendo la

a estos sistemas . La metodología propuesta parte de un estado de flujo conocido

y

asume distribuciones aleatorias normales para la incertidumbre de algunas variables

enfoques de AO tradicionales . Esta propuesta permite un mejor conocimiento de la red

y

es una herramienta útil para priorizar la colocación de nuevos equipos de medida

Communication Technology ) . Estos sistemas están formados por centros de control

y

adquisición de datos ( SCADA , del inglés Supervisory Control and Data Acquisition

adquisición de datos ( SCADA , del inglés Supervisory Control and Data Acquisition )

y

sistemas de información geográfica ( SIG , del inglés Geographic Information System

recogida por el sistema no se traduce automáticamente en una mejora de la operación

y

el servicio al usuario . Es necesario transformar toda la información en conocimiento

de la red para que ésta sea útil para la toma de decisiones a corto

y

largo plazo , con la consiguiente mejora del funcionamiento del sistema . Con este

caracterizar el estado de grandes redes eléctricas ( Schweppe and Wildes , 1970 )

y

extendidas poco después a sistemas de abastecimiento de agua ( Coulbeck , 1977 )

permite deducir , en base a toda la información recopilada por el sistema SCADA

y

las ecuaciones que gobiernan el problema hidráulico , las condiciones de flujo en

gobiernan el problema hidráulico , las condiciones de flujo en cualquier instante

y

cualquier punto de la red . Concretamente , la EE se plantea de forma que

son el mínimo conjunto de variables que permite caracterizar el estado de la red ,

y

a partir de las cuales se determinarán el resto de variables del sistema gracias

lineal , x que resulta de la aplicación de las ecuaciones de conservación de masa

y

energía : donde ε representa los errores asociados con las medidas , típicamente

asociados con las medidas , típicamente asumidos como gaussianos con media cero

y

matriz varianza - covarianza Rz , la cual resulta ser una matriz diagonal puesto

en ese caso la matriz [ JT – 1J ( ν ) ] es invertible

y

el sistema resulta compatible determinado . Esta condición implica que no cualquier

, es un estudio previo que permite identificar qué variables ( flujos , demandas

y

presiones ) podrán conocerse al aplicar un posterior proceso de EE para una configuración

para llevar a cabo este análisis en redes de agua . Bargiela ( 1984 )

y

Carpentier and Cohen ( 1991 ) presentan métodos para el AO basados en la teoría

presentan una metodología que también evalúa la incertidumbre asociada a las medidas

y

los parámetros del sistema . Díaz et al . ( 2015 ) adaptan del sector

propia el sector eléctrico , un referente en la implementación de técnicas de EE

y

AO , se pueden encontrar una gran variedad de propuestas : métodos topológicos

red , el procedimiento para cuantificar la incertidumbre en el escenario inicial

y

dada una configuración de medidas determinada , y el consiguiente AO mediante el

incertidumbre en el escenario inicial y dada una configuración de medidas determinada ,

y

el consiguiente AO mediante el denominado método estocástico . Posteriormente ,

se presenta un Ejemplo ilustrativo que permite comprender el potencial del método

y

la información que aporta con respecto a los planteamientos tradicionales . A continuación

Conclusiones asociadas . El método presentado en este trabajo muestra un buen rendimiento

y

permite obtener información adicional de la red en base a los datos recopilados

de agua . Por tanto , en este apartado se muestran en primer lugar las variables

y

ecuaciones involucradas para modelizar la incertidumbre de la red en un cierto instante

cierto instante de tiempo , para luego proceder a analizar la incertidumbre inicial

y

condicionada del sistema , en base a las cuales se evaluará su observabilidad .

el valor esperado ( representado con un subíndice b que acompaña a la variable )

y

la desviación o incertidumbre de la variable ( representada con un apóstrofe '

n=nn+nd , donde nn se refiere al número de nodos que no son depósitos

y

nd a los depósitos existentes en el sistema . b ) Flujos en los

del sistema ( demandas ) , positivos cuando se produce una entrada ( aportaciones )

y

nulos cuando no existe ninguna salida ni entrada ( nodos de tránsito ) . Por su parte

en redes de distribución de agua son la ecuación de conservación de la energía

y

la ecuación de continuidad o conservación de masa . Estas expresiones pueden adaptarse

: a ) Ecuación de energía . Establece la relación entre los flujos q

y

los niveles piezométricos en los nodos h , teniendo en cuenta la pérdida de energía

pérdida de energía que se produce a lo largo del tubo debido a su geometría

y

rugosidad . Recogiendo en una matriz de conectividad CP la información relativa

matriz de conectividad CP la información relativa a los nodos de inicio ( +1 )

y

final ( – 1 ) de cada tubo del sistema , esta ecuación se puede

de forma general como : donde K es la matriz diagonal de resistencia hidráulica

y

c el exponente adoptado en función de la ecuación de pérdidas asumida ( c

la Ecuación ( 4 ) en términos de valor esperado e incertidumbre de las variables

y

linealizando la solución en torno al valor medio , se obtiene : Así

: b ) Ecuación de continuidad . Establece la relación entre la demanda b

y

el resto de caudales q que entran o salen de un nodo en cuestión .

en cuestión . Si la información relativa a los flujos que entran ( +1 )

y

salen ( – 1 ) de cada nodo del sistema se agrupa en una matriz

por un signo negativo para que los flujos sean positivos cuando entran al nodo

y

negativos cuando salen de él . Reescribiendo la Ecuación ( 7 ) en términos

de él . Reescribiendo la Ecuación ( 7 ) en términos del valor esperado

y

las desviaciones , y centrando el análisis únicamente en la incertidumbre de la

Reescribiendo la Ecuación ( 7 ) en términos del valor esperado y las desviaciones ,

y

centrando el análisis únicamente en la incertidumbre de la variable , la ecuación

variable , la ecuación de continuidad resulta : Reorganizando las expresiones ( 6 )

y

( 8 ) en una única matriz , las ecuaciones involucradas en la resolución de

en el modelo de incertidumbre de la red existen 2nn+nd+np variables o incógnitas

y

np+nn ecuaciones , por lo que es necesario definir nn+nd condiciones adicionales

apartado anterior . En concreto , se considera que existen pseudomedidas de demanda

y

de niveles en depósitos , ya que en la práctica es fácil que exista una

que en la práctica es fácil que exista una estimación aproximada de los consumos

y

del rango de niveles que se puede dar en los depósitos de la red .

refiere a las desviaciones del nivel piezométrico en los nodos que no son depósitos

y

hd ' a la incertidumbre de los niveles piezométricos en los propios depósitos .

sistema de ecuaciones , designada matriz M . Además , puesto que b '

y

hd ' son variables aleatorias asumidas , el sistema anterior se puede reagrupar en

mismo : que recoge en la parte izquierda de la ecuación los términos desconocidos

y

en la derecha los términos aleatorios conocidos . Nótese que las matrices MU y

y en la derecha los términos aleatorios conocidos . Nótese que las matrices MU

y

MA de esta expresión se refieren a las matrices que aparecen en el primer y

y MA de esta expresión se refieren a las matrices que aparecen en el primer

y

segundo miembro de la Ecuación ( 11 ) , respectivamente . De esta forma ,

es la matriz de varianzas - covarianzas de las distribuciones aleatorias asumidas

y

el resto pueden ser derivadas atendiendo a las siguientes expresiones : Nótese

piezométricos en el sistema ( ) conforme a las distribuciones aleatorias asumidas para b '

y

hd ' . Este valor inicial no proporciona información relevante por sí solo , pero

del que se conoce con certeza que la demanda es nula ( bb=0 ) siempre

y

cuando no existan fugas , no debe incluirse en las ecuaciones de la ( 15

observabilidad determinística . Por tanto , si se considera que existe un vector de medidas X

y

el resto de variables no medidas se denotan como Y , se pueden utilizar las

propiedades de una distribución multivariada normal condicionada : donde µY|X

y

RY|X representan , respectivamente , la media y la matriz varianza - covarianza de

normal condicionada : donde µY|X y RY|X representan , respectivamente , la media

y

la matriz varianza - covarianza de la distribución condicionada . De forma similar

condicionado implica asumir que la incertidumbre de la lectura es cero . Por tanto , tal

y

como sucede con el cálculo de la incertidumbre inicial , se deben utilizar versiones

se deben utilizar versiones reducidas de las matrices de varianza - covarianza RX

y

RY para calcular RY|X , siendo necesario prestar especial atención al cambio de

RY|X . Análisis de observabilidad Una vez obtenidas las incertidumbres inicial

y

condicionada de las variables del sistema , es posible definir índices que permitan

red para un conjunto de medidas disponible , las diagonales de las matrices RY|X

y

R [ A , U ] contienen la varianza asociada a cada una de las

otros métodos , como la propuesta algebraica de estos mismos autores . Además ,

y

como se verá en el ejemplo ilustrativo , el método estocástico complementa perfectamente

de la red no debería resultar complicado , puesto que se conoce la cota mínima

y

máxima que puede alcanzar el agua en ellos y se puede por tanto deducir la matriz

que se conoce la cota mínima y máxima que puede alcanzar el agua en ellos

y

se puede por tanto deducir la matriz diagonal asociada a la desviación típica de

matriz diagonal asociada a la desviación típica de cada nivel , RAhd . No obstante ,

y

con el objeto de establecer un marco común para la implementación de este método

consiguiente extracción de la matriz para la propagación de incertidumbre , tal

y

como se ha comentado en los apartados anteriores . EJEMPLO ILUSTRATIVO A continuación

como ejemplo está formada por 17 nodos ( 2 depósitos , 4 nodos de tránsito

y

11 nodos de demanda ) y 19 tubos , siendo su disposición en planta la

nodos ( 2 depósitos , 4 nodos de tránsito y 11 nodos de demanda )

y

19 tubos , siendo su disposición en planta la que aparece en la Figura 1 .

necesario partir de un estado hidráulico conocido para poder calcular las matrices MU

y

MA , definidas por las Ecuaciones ( 11 ) y ( 12 ) . Para

poder calcular las matrices MU y MA , definidas por las Ecuaciones ( 11 )

y

( 12 ) . Para ello , se asumen las características de los nodos y

y ( 12 ) . Para ello , se asumen las características de los nodos

y

los tubos recogidas en la Tabla 1 , donde también aparecen las condiciones de flujo

se asume que se dispone de medidas de nivel piezométrico en los depósitos ( ˜h1

y

˜h17 , nótese que la tilde refleja que se trata de medidas disponibles en el sistema

nótese que la tilde refleja que se trata de medidas disponibles en el sistema )

y

de demanda en el resto de los nodos ( ˜q2 , ˜q3 , … ,

en caso de pérdida de dos medidas de demanda , concretamente en los nodos 13

y

14 , ubicados en la zona mallada de la red . Escenario de partida

el método estocástico requiere cuantificar primeramente la incertidumbre inicial

y

condicionada asociada a este escenario . Comenzando por la incertidumbre inicial

ejemplo se asume que la desviación de los niveles piezométricos en los depósitos

y

de la demanda en los nodos de tránsito es nula ( tal y como se

los depósitos y de la demanda en los nodos de tránsito es nula ( tal

y

como se comentó en el apartado de Estandarización del método anterior ) . Por su parte

condicionado será necesario considerar la existencia de sensores de nivel en los depósitos

y

medidores de caudal en los nodos de demanda . Asumiendo que la incertidumbre de la

las mismas distribuciones de incertidumbre aleatorias que en el escenario anterior

y

considerando la pérdida de la señal de los caudalímetros empleados para la medida

señal de los caudalímetros empleados para la medida de demanda en los nodos 13

y

14 , en este caso se obtiene SOIh=95 . 58 % , SOIq=96 . 66

, en este caso se obtiene SOIh=95 . 58 % , SOIq=96 . 66 %

y

SOWI=97 . 81 % , lo cual indica la pérdida de observabilidad de la red

obtenidos a nivel individual para cada una de las variables de la red ( flujo

y

nivel piezométrico ) se recogen en la Figura 2 . Esta imagen muestra que la observabilidad

correspondientes a los puntos en los que se mide el nivel piezométrico ( nodos 1

y

17 ) . Esto se justifica porque al dejar de disponer de las dos medidas

dos medidas de demanda en cuestión , el sistema no resulta compatible determinado

y

tan sólo se pueden conocer las variables de estado ( niveles piezométricos ) en

red . Es interesante mencionar que de haberse aplicado el método algebraico tal

y

como lo presentan Díaz et al . ( 2015 ) únicamente se habrían podido obtener

gracias al cálculo del índice de observabilidad , que complementa el resultado

y

da una idea del nivel de observabilidad de la red . Por otro lado , y

y da una idea del nivel de observabilidad de la red . Por otro lado ,

y

puesto que para llegar a este escenario se ha producido la pérdida simultánea de

llegar a este escenario se ha producido la pérdida simultánea de las medidas ˜q13

y

˜q14 , resulta interesante analizar cómo contribuye la pérdida individual de cada

simplificado supone que la desviación en la medida de los niveles en los depósitos

y

en la medida de demanda en los nodos de tránsito es nula , no siendo

trabajo para el AO proporciona información sobre la observabilidad general de la red

y

sobre cada una de las variables de forma individual , permitiendo además la identificación

por tanto en su capacidad para analizar la observabilidad de la red de una forma rápida

y

además detectar las zonas donde el índice de observabilidad es menor , ya que en

en ellas será necesario añadir aparatos de medida para mejorar la observabilidad

y

por tanto los resultados de la EE . En este sentido , se debe resaltar que

rápida el interés que presenta la incorporación de un grupo de medidas en una zona

y

no otra del sistema , o incluso la recolocación de las medidas redundantes en regiones

rápido e intuitivo para la toma de decisiones en lo que respecta a la monitorización

y

explotación de redes de abastecimiento . CONCLUSIONES Este trabajo plantea un

escenarios : uno primero que asume que la incertidumbre de los niveles en los depósitos

y

las demandas en los nodos sigue distribuciones aleatorias normales , y un segundo

depósitos y las demandas en los nodos sigue distribuciones aleatorias normales ,

y

un segundo en el que esta estimación se ve modificada por la existencia de equipos

forma que este análisis matricial previo permita identificar las medidas redundantes

y

suprimirlas para el posterior análisis estocástico . Así , el método aquí presentado

estado hidráulico de la red en tiempo real para mejorar el funcionamiento del sistema

y

el servicio al usuario . La riada de Valencia de 1957 : reconstrucción hidrológica

servicio al usuario . La riada de Valencia de 1957 : reconstrucción hidrológica

y

sedimentológica y análisis comparativo con la situación actual RESUMEN El presente

. La riada de Valencia de 1957 : reconstrucción hidrológica y sedimentológica

y

análisis comparativo con la situación actual RESUMEN El presente trabajo pretende

riada de Valencia de 1957 , es decir , comprobar si con la información disponible

y

la inclusión del ciclo de sedimentos a un modelo hidrológico distribuido se es

usos del suelo , especialmente el incremento urbano en la parte baja de cuenca ,

y

las medidas actuales frente a inundaciones de la ciudad . Para ello , se implementó

actual de la cuenca , se reconstruyó a escala horaria la precipitación del evento

y

se calibró el sub - modelo de sedimentos . De esta forma , se obtuvieron

romana , testigo de los numerosos desbordamientos del río Turia . Desde entonces

y

hasta la actualidad , la ciudad se ha ido ampliando y ha tomado medidas para

. Desde entonces y hasta la actualidad , la ciudad se ha ido ampliando

y

ha tomado medidas para defenderse de las fuertes inundaciones . Entre las actuaciones

existente “ Fàbrica de Murs e Valls ” , encargada del mantenimiento de los desagües

y

de la muralla . Esta mejorada institución se creó con el fin de construir los

en el lecho del río : realineamiento de la corriente , refuerzo de las orillas

y

dragado del canal . Con estas prácticas , se pretendía rellenar y nivelar la parte

de las orillas y dragado del canal . Con estas prácticas , se pretendía rellenar

y

nivelar la parte interna de la obra y conseguir un mejor drenaje del agua de

Con estas prácticas , se pretendía rellenar y nivelar la parte interna de la obra

y

conseguir un mejor drenaje del agua de las crecidas ( Carmona , 1997 ) .

( Carmona , 1997 ) . Finalizadas las obras , el problema no queda resuelto

y

la ciudad de Valencia sigue sufriendo inundaciones constantes . La segunda gran

produce como consecuencia de la última riada del Turia , objeto de este estudio

y

comúnmente conocida como la “ Riuà ” de 1957 . La riada de octubre de

extraordinaria se produjo como consecuencia de un proceso convectivo de mesoescala ( Llasat

y

Puigcerver , 1994 ) que afectó fuertemente a la cuenca media y baja del río

mesoescala ( Llasat y Puigcerver , 1994 ) que afectó fuertemente a la cuenca media

y

baja del río Turia , con precipitaciones superiores a los 100 mm en 24 horas

la mañana del día 14 con un caudal máximo de 2700 m3 / s ,

y

una segunda onda de crecida que llegaba a las dos y media con un caudal

m3 / s , y una segunda onda de crecida que llegaba a las dos

y

media con un caudal máximo de 3700 m3 / s . Estos dos desbordamientos dejaron

dejaron la ciudad sumida en la catástrofe , con 81 víctimas , miles de damnificados

y

cuantiosos daños materiales ( Pérez , 2007 ) . Dada la gran conmoción ,

técnicos se apresuraron a plantear medidas para evitar que se repitiera lo ocurrido ,

y

en enero de 1958 se dice sí a la Solución Sur , que significaba el

la Solución Sur , que significaba el desvío del río al sur de la ciudad

y

la construcción de una presa en Villamarchante . En 1972 , se termina la segunda

como sólidos , es decir , ha pretendido comprobar si con la información disponible

y

la inclusión del ciclo de sedimentos a un modelo hidrológico distribuido se es

actualidad un evento similar , teniendo en cuenta el cambio en los usos del suelo

y

la finalización de la construcción del embalse de Loriguilla y del Nuevo Cauce

los usos del suelo y la finalización de la construcción del embalse de Loriguilla

y

del Nuevo Cauce del Turia . La adición de este segundo objetivo ha buscado la

Su clima es mediterráneo semiárido con una precipitación media anual de 402 mm

y

una evapotranspiración potencial media anual de 1100 mm . En ella se encuentran

encuentran construidos cuatro embalses : Arquillo San Blas , Benagéber , Loriguilla

y

Buseo . De éstos , cabe destacar que el embalse de Loriguilla se finalizó el

como el fin último del modelo era la reconstrucción de la riada de 1957 ,

y

aguas arriba de Benagéber no se produjeron precipitaciones de carácter significativo

precipitaciones de carácter significativo , éste actuó como un punto de corte

y

el área de estudio se redujo a la cuenca vertiente aguas abajo del mismo ,

por presentar suelos bajos en contenido de arcillas ( valor medio del 23 % )

y

contenidos más altos de limos en la parte baja y de arena en la parte

medio del 23 % ) y contenidos más altos de limos en la parte baja

y

de arena en la parte media . Litológicamente , predominan las rocas detríticas

en la cuenca media , mientras que en la cuenca baja predominan las rocas calizas

y

cuaternarias ( Figura 2 ) . Respecto a los usos del suelo ( Soriano y

y cuaternarias ( Figura 2 ) . Respecto a los usos del suelo ( Soriano

y

Sanchis , 2014 ) , el cultivo de secano y de regadío , a excepción

usos del suelo ( Soriano y Sanchis , 2014 ) , el cultivo de secano

y

de regadío , a excepción del cultivo de cítricos que ha tomado más importancia

Información Hidrológica de la Confederación Hidrográfica del Júcar ( SAIH - CHJ )

y

el Centro de Estudios Hidrográficos del Centro de Estudios Experimentales ( CEH

recopiló información sobre la precipitación , así como información hidrológica

y

sedimentológica . Precipitación El periodo de precipitaciones se inició el día

sedimentológica . Precipitación El periodo de precipitaciones se inició el día 11

y

finalizó el día 14 . Aunque las precipitaciones de los días 11 y 12 no

día 11 y finalizó el día 14 . Aunque las precipitaciones de los días 11

y

12 no fueron de gran intensidad , éstas contribuyeron a aumentar la escorrentía

la mañana del día 14 en la cuenca media , en cambio , entre las 08

y

las 18 horas , se reprodujo el régimen tormentoso afectando a la cuenca baja .

precipitaciones de gran importancia , pues la variación de volumen no fue alta

y

el caudal medio de salida fue de 6 . 06 m3 / s .

Loriguilla ) se vio afectada por precipitaciones de gran intensidad durante la tarde

y

noche del día 13 , aunque se produjeron precipitaciones débiles desde la primera

hasta su cese a mediodía del 14 . En el caso de las ramblas Castellana

y

Escarihuela , a primera hora del día 13 ya se produjeron precipitaciones de poca

desde la primera hora del día 13 , alcanzando intensidades altas durante la tarde

y

noche del mismo día . Por último , en la margen derecha del Turia , las

día 13 . El régimen tormentoso en la parte alta se produjo durante la tarde

y

noche del día 13 , mientras que en la zona cercana a la costa ,

que en la zona cercana a la costa , éste se produjo durante la mañana

y

las primeras horas de la tarde del día 14 ( García y Carrasco , 1958 ;

produjo durante la mañana y las primeras horas de la tarde del día 14 ( García

y

Carrasco , 1958 ; Cánovas , 1958 ) . Además de esta información cualitativa

de 07 : 00 h a 07 : 00 h ) de los días 13

y

14 de octubre de 1957 , que se interpoló empleando el método de la inversa

inversa de la distancia al cuadrado ( utilizando las 3 estaciones más cercanas )

y

se obtuvo su distribución espacial , que puede observarse en la Figura 4 . Esta

a los encargados de las centrales hidroeléctricas que al encontrarse en servicio

y

ser sorprendidos por la avenida , se convirtieron en testigos , pudo obtenerse los

al embalse de Buseo , se supo que se encontraba a mitad de su capacidad

y

con los desagües de fondo cerrados , ya que no podían operarse debido a la

( 1 . 41 km2 de cauce , 11 . 20 km2 de zona urbana

y

9 . 51 km2 de zona no edificada ) , la altura media que alcanzaron

edificada ) , la altura media que alcanzaron los sedimentos depositados fue de 25 cm

y

su densidad media tomó un valor de 1 . 63 kg / dm3 ( Gómez

IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO HIDROLÓGICO El modelo empleado fue el modelo hidrológico

y

del ciclo de sedimentos TETIS ( GIMHA , 2014 ) . El modelo hidrológico se

( GIMHA , 2014 ) es un modelo conceptual , con parámetros de base física

y

distribuido , permitiendo así considerar la heterogeneidad espacial de inputs ,

, permitiendo así considerar la heterogeneidad espacial de inputs , parámetros

y

variables de estado . El sub - modelo hidrológico está basado en una estructura

está basado en una estructura de tanques en cada celda , interconectados vertical

y

horizontalmente , representando los procesos de ladera y acuífero . El proceso de

interconectados vertical y horizontalmente , representando los procesos de ladera

y

acuífero . El proceso de acuífero está representado por un único tanque , mientras

nieve , interceptación , almacenamiento en superficie , almacenamiento estático

y

almacenamiento gravitacional . El resultado es la representación de la mayoría

evapotranspiración , infiltración , escorrentía directa , percolación , interflujo , flujo base

y

flujo subterráneo profundo . La escorrentía directa , el interflujo y el flujo

flujo base y flujo subterráneo profundo . La escorrentía directa , el interflujo

y

el flujo base se conectan a la red fluvial mediante la definición de dos áreas

mediante la definición de dos áreas umbrales . La red fluvial se divide en cárcavas

y

cauces . Las laderas ( escorrentía directa e interflujo ) , se conectan a la

( escorrentía directa e interflujo ) , se conectan a la red de cárcavas ,

y

sólo cuando existe flujo base , se conectan a la red de cauces . La

mapa correspondiente por un factor corrector , que es común para todas las celdas

y

diferente para cada parámetro . Por lo tanto , el número de variables a calibrar

el número de variables a calibrar se reduce a 9 ( ocho procesos de ladera

y

uno de propagación en la red fluvial ) . El sub - modelo sedimentológico

TETIS , ambos procesos son unidimensionales . Las tasas de producción , transporte

y

sedimentación están controladas por la disponibilidad de sedimentos en la cuenca

y

la capacidad de transporte de la corriente . Mientras que el transporte de materiales

separa las partículas de sedimentos en tres categorías de tamaño , arena , limo

y

arcilla , cada una de ellas con unas características físicas . De esta forma ,

se calculó el mapa de direcciones de drenaje , el de celdas drenantes acumuladas

y

el mapa de pendientes , necesarios para la correcta ejecución del modelo . Calculados

metodología propuesta por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación

y

la Agricultura ( FAO , 2006 ) , y a partir de los valores adoptados

las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura ( FAO , 2006 ) ,

y

a partir de los valores adoptados en otros estudios desarrollados por el Grupo de

estudios desarrollados por el Grupo de Investigación de Modelación Hidrológica

y

Ambiental ( GIMHA ) . El parámetro de interceptación máxima para cada uno de los

de estudios previos realizados por el GIMHA ( Ramírez et al . , 2012 )

y

adaptados a los usos del suelo presentes en el área de estudio . La capacidad

la capa superior del suelo ( Figura 7b ) depende de la forma del terreno

y

del tipo de suelo . Para su cálculo se emplearon los mapas derivados de la

clasificó el suelo urbano en dos categorías : zonas totalmente urbanas ( ciudad )

y

zonas medias ( casas aisladas con jardín ) . En las primeras se tomó un

con jardín ) . En las primeras se tomó un 20 % del valor calculado

y

en las zonas medias , un 80 % . La capacidad de percolación del substrato

empleando el mapa de permeabilidad cualitativa del acuífero del Instituto Geológico

y

Minero de España ( IGME , 2013 ) . Esta permeabilidad cualitativa se transformó

en valores numéricos recurriendo a valores típicos de bibliografía ( Domenico

y

Schwartz , 1998 ) . En el caso de la conductividad hidráulica horizontal saturada

De igual forma ocurre con la conductividad hidráulica horizontal saturada del substrato

y

la capacidad de percolación en la zona profunda del suelo , pero en este caso

parámetros geomorfológicos se divide en la determinación de las áreas umbrales

y

la determinación de los coeficientes y exponentes empleados en la OCG . Los valores

la determinación de las áreas umbrales y la determinación de los coeficientes

y

exponentes empleados en la OCG . Los valores adoptados para las áreas umbrales fueron

adoptados para las áreas umbrales fueron 0 . 9 km2 en el caso del interflujo

y

15 km2 en el caso del flujo base . Para la OCG , se emplearon

modelo de sedimentos , fueron necesarios los mapas de contenido en arcilla , limo

y

arena ( Figura 2 ) , así como el factor de erosión del suelo ,

Figura 7e ) , el factor de cultivo , factor C ( Figura 7f )

y

el factor de prácticas de conservación , factor P . El factor K se calculó

al . ( 1994 ) . El factor C depende de los usos del suelo

y

se calculó adoptando los valores propuestos en Almorox et al . ( 1994 ) .

, 2012 ) . Por último , fue necesaria la información ( nivel , volumen ,

y

caudal de salida ) sobre los tres embalses situados en la subcuenca de estudio :

sobre los tres embalses situados en la subcuenca de estudio : Benagéber , Loriguilla

y

Buseo ( SAIH - CHJ y CEH - CEDEX ) ; así como la serie

en la subcuenca de estudio : Benagéber , Loriguilla y Buseo ( SAIH - CHJ

y

CEH - CEDEX ) ; así como la serie de caudales del aforo situado en

magnitud . Además , se empleó un segundo evento , el de los días 21

y

22 de septiembre de 2007 , debido a que el registro de caudal realizado por

2007 , debido a que el registro de caudal realizado por el SAIH - CHJ

y

por el CEH - CEDEX durante el evento de octubre de 2000 , fue diferente

CEH - CEDEX durante el evento de octubre de 2000 , fue diferente , tal

y

como se puede observar en la Figura 8a . Por tanto , dada la imposibilidad de

la Figura 8a . Por tanto , dada la imposibilidad de saber qué registro era correcto

y

la necesidad de emplear este evento por ser muy superior a los restantes , se

una calibración manual buscando una solución adecuada para los tres registros ,

y

dando mayor importancia a los registros del evento de 2000 por su magnitud .

los registros del evento de 2000 por su magnitud . Los índices de Nash

y

Sutcliffe ( Nash y Sutcliffe , 1970 ) para el evento de octubre de 2000

de 2000 por su magnitud . Los índices de Nash y Sutcliffe ( Nash

y

Sutcliffe , 1970 ) para el evento de octubre de 2000 fueron de 0 .

octubre de 2000 fueron de 0 . 6 para el registro del SAIH - CHJ

y

0 . 68 para el del CEH - DECEX . En cambio , el evento de

de septiembre de 2007 , no presentó un buen ajuste , su índice de Nash

y

Sutcliffe fue inferior a 0 . 5 , pero dados los buenos resultados obtenidos para

emplearon nueve eventos . Los resultados fueron satisfactorios , el índice de Nash

y

Sutcliffe tomó valores comprendidos entre 0 . 60 y 0 . 81 , salvo en

satisfactorios , el índice de Nash y Sutcliffe tomó valores comprendidos entre 0 . 60

y

0 . 81 , salvo en el caso del evento de Septiembre de 2010 en

a cabo con el periodo temporal 2000 - 2002 , obteniendo un índice de Nash

y

Sutcliffe de 0 . 81 . La validación se llevó a cabo con el

. La validación se llevó a cabo con el periodo temporal 2003 - 2008

y

se obtuvo un NSE de 0 . 64 ( Figura 10 ) .

un NSE de 0 . 64 ( Figura 10 ) . RECONSTRUCCIÓN HIDROLÓGICA

Y

SEDIMENTOLÓGICA Para poder realizar la reconstrucción de la riada , el primer

necesario recalcular aquellos mapas de parámetros que dependen de los usos del suelo ,

y

se trabajó bajo la hipótesis de estacionaridad de los factores correctores obtenidos

correctores obtenidos . Se reconstruyó a escala horaria la precipitación de los días 13

y

14 de octubre de 1957 registrada por el Servicio Meteorológico Nacional ( Tabla

además de esta información se emplearon como datos de control , los caudales máximos

y

horas de paso observados . Tras esto , dada la imposibilidad de calibrar el sub

embalse de Benagéber era conocido , pero , en el caso del embalse de Buseo

y

de la ataguía de Loriguilla no se conocía ni el hidrograma de salida ni la

, dato que había sido observado . La laminación del caudal total ( líquido

y

sólido ) se llevó a cabo mediante el método de Puls Modificado ( Ponce 1989

ello se empleó un modelo teóricamente basado , en condiciones de flujo turbulento

y

descarga variable . El modelo elegido fue el propuesto por la Environmental Protection

, vs es la velocidad de sedimentación de las partículas ( m / s )

y

vc es la velocidad crítica de sedimentación de las partículas ( m / s )

. 2 es un factor para tener en cuenta condiciones no ideales de sedimentación

y

A es el área del embalse ( m2 ) . De esta forma los

de atrapamiento para cada una de las tres categorías que emplea el modelo TETIS

y

para cada uno de los embalses son los que se muestran en la Tabla 3 .

se obtiene el volumen de sedimentos que quedará retenido en dicho paso de tiempo

y

que por lo tanto quedará depositado . El volumen restante queda suspendido y es

tiempo y que por lo tanto quedará depositado . El volumen restante queda suspendido

y

es susceptible de ser vertido . Conocido el caudal total de salida , éste deberá

por lo tanto , a partir de esta concentración se puede calcular el caudal líquido

y

sólido de salida . El volumen de sedimentos suspendidos que no ha sido vertido en

en el primer paso de tiempo , queda suspendido para el siguiente paso de tiempo

y

se sumará al volumen de sedimentos de entrada que no quede retenido . Reconstrucción

el hietograma horario de la tormenta en la ciudad ( Figura 11 ) . Tal

y

como se observa , la mayor parte de la precipitación se concentró en una hora

partir de este hietograma , la información cualitativa adicional sobre el inicio

y

el fin de las precipitaciones en la cuenca , así como la comparación parcial entre

cuenca , así como la comparación parcial entre los caudales máximos líquidos

y

sus horas de paso simulados y los caudales máximos y horas de paso observados en

comparación parcial entre los caudales máximos líquidos y sus horas de paso simulados

y

los caudales máximos y horas de paso observados en los puntos de control , fue

caudales máximos líquidos y sus horas de paso simulados y los caudales máximos

y

horas de paso observados en los puntos de control , fue posible realizar la discretización

precipitación era la que generaba el régimen tormentoso . Se consideró el 80 %

y

no el 95 % , debido a que en esta zona la precipitación se inicia

% , debido a que en esta zona la precipitación se inicia por la tarde

y

no a las 12 : 00 como es el caso de Valencia , por lo tanto el

cuenca , salvo en el caso de los pluviómetros situados en las ramblas Castellana

y

Escarihuela , en las que se produjo una situación diferente , el régimen tormentoso

en Valencia se consideró que cada bloque presentó una duración de dos horas ,

y

un medio de la precipitación . De igual forma que en el resto de pluviómetros ,

en las estaciones pluviométricas situadas más al oeste ( cuenca del río Tuéjar

y

alrededores ) se consideró que el 95 % de la precipitación diaria provocó el régimen

consideró que el 95 % de la precipitación diaria provocó el régimen tormentoso

y

en las estaciones de Chera y Bugarra se tomó el 99 % de la precipitación

precipitación diaria provocó el régimen tormentoso y en las estaciones de Chera

y

Bugarra se tomó el 99 % de la precipitación diaria . En el caso de

el 99 % de la precipitación diaria . En el caso de las ramblas Castellana

y

Escarihuela se consideró que el 87 % de la precipitación diaria contribuyó en

ciudad de Valencia . Sabiendo que la superficie inundada fue de 20 . 707 km2

y

que la altura media del sedimento fue de 25 cm , el volumen de sedimentos

se disponía de series de caudal sólido , el proceso de calibración fue manual

y

consistió en la obtención de unos factores correctores a escala diaria y horaria

manual y consistió en la obtención de unos factores correctores a escala diaria

y

horaria que obtuviesen el mismo volumen de sedimentos en la estación de aforo situada

de sedimentos en la estación de aforo situada en Manises al final del evento ,

y

que además , sabiendo que la capacidad del cauce era de 2300 m3 / s

y

realizando las hipótesis de concentración homogénea en toda la sección y depósito

/ s y realizando las hipótesis de concentración homogénea en toda la sección

y

depósito de todos los sedimentos desbordados , proporcionasen un volumen de sedimentos

volumen de 18 , 000 , 452 m3 en el caso de la escala diaria

y

un volumen de 18 , 000 , 449 m3 en la escala horaria , que

muestran los resultados en los diferentes puntos de simulación empleados ( Figura 13

y

Figura 14 ) . Igualmente , se obtuvo la variación de volumen y sedimentos depositados

Figura 13 y Figura 14 ) . Igualmente , se obtuvo la variación de volumen

y

sedimentos depositados , así como los caudales de entrada y salida , tanto de caudal

variación de volumen y sedimentos depositados , así como los caudales de entrada

y

salida , tanto de caudal líquido como sólido , en el embalse de Buseo y

y salida , tanto de caudal líquido como sólido , en el embalse de Buseo

y

en la ataguía de Loriguilla ( Figura 15 ) . Los resultados obtenidos demostraron

precipitación cabe destacar la importancia de la precipitación antecedente de los días 11

y

12 de octubre , que aunque por sí sola no tendría mayor importancia , contribuyó

Así como , la estructura espacio - temporal de la lluvia de los días 13

y

14 , incluyendo el desplazamiento noreste del epicentro de la tormenta . En el caso

la estación de aforo de Manises sufriendo únicamente desfase horario ( Bonache

y

Marco , 2014 ) y es la información más precisa de la que se dispuso

aforo de Manises sufriendo únicamente desfase horario ( Bonache y Marco , 2014 )

y

es la información más precisa de la que se dispuso ya que la observación de

Confederación . De la comparación entre ambos hidrogramas se obtuvo unos errores de +8 %

y

– 1 . 5 % en el caso de los caudales máximos , y –

% y – 1 . 5 % en el caso de los caudales máximos ,

y

– 11 . 5 % en el caudal mínimo . Además , se puede

máximo alcanzado en este embalse hubiese sido inferior a su cota de coronación

y

por lo tanto no se hubiese producido vertido por coronación , lo que suponía una

inmediaciones del embalse . La erosión producida fue de 53 hm3 ( Tabla 4

y

Figura 16 ) , en cambio , el volumen de sedimentos que llegó a Manises fue

presenta pendientes tendidas que producen una disminución de la velocidad del flujo

y

por lo tanto de su capacidad de transporte , pero aguas arriba , en torno a las

. De los 18 hm3 de sedimentos , 11 . 25 hm3 eran de arcilla

y

6 . 15 hm3 de limo , lo que coincide con la descripción de los

capacidad de infiltración del suelo , la conductividad hidráulica del interflujo

y

el factor de cultivo . El proceso llevado a cabo , consistió en realizar

de Loriguilla , para comprobar el efecto del cambio en los usos del suelo ,

y

la segunda con la incorporación del embalse de Loriguilla . Como condiciones iniciales

de la segunda simulación , se inició con un volumen de 17 . 01 hm3 ,

y

se consideró que no sería necesario que realizase sueltas de caudal . Asimismo

la simulación de 1957 , ya que proviene principalmente de las ramblas Castellana

y

Escarihuela . En cambio , la primera onda se vería fuertemente reducida ( Figura

de almacenar todas las aportaciones que se producen aguas arriba del mismo , tal

y

como se consideró inicialmente . De hecho , los resultados mostraron que el nivel

importancia la estructura espacio - temporal de la precipitación de los días 13

y

14 , así como el desplazamiento noreste del epicentro de la tormenta , que provocó

el punto de vista de la peligrosidad , sí puede serlo en otras situaciones ,

y

en cualquier caso , lo es desde el punto de vista de los daños sociológicos y económicos

, y en cualquier caso , lo es desde el punto de vista de los daños sociológicos

y

económicos , pues la retirada de los sedimentos de la ciudad duró más de un

Meteorológico en Valencia , haber facilitado la banda del pluviógrafo de Valencia ,

y

a Enrique Campos Roselló , Jefe del Servicio Técnico de la Confederación Hidrográfica

Automático de Información Hidrológica de la Confederación Hidrográfica del Júcar

y

al Centro de Estudios Hidrográficos del Centro de Estudios Experimentales , haber

Experimentales , haber facilitado el acceso a sus datos . Balances de agua

y

calor en la marisma de Doñana RESUMEN Este trabajo expone los principales resultados

Este trabajo expone los principales resultados del estudio de los balances hídrico

y

térmico de la marisma de Doñana . El estudio se ha basado en una amplia

datos hidrometeorológicos tomados a intervalos de 10 minutos entre los años 2006

y

2011 por una red de seis estaciones de medida localizadas en áreas no vegetadas

escala temporal , el comportamiento térmico de la marisma mediante la modelización

y

análisis de los flujos de calor entre el agua y el suelo inundado , así

marisma mediante la modelización y análisis de los flujos de calor entre el agua

y

el suelo inundado , así como los procesos de transferencia de calor entre la superficie

así como los procesos de transferencia de calor entre la superficie libre del agua

y

la atmósfera . Se ha puesto especial atención en la cuantificación de la evaporación

marisma . INTRODUCCIÓN Los recursos hídricos , incluyendo las aguas superficiales

y

subterráneas , son un factor clave en el entorno de Doñana , ya que constituyen

constituyen la base estratégica del mantenimiento de los ecosistemas en general ,

y

en particular de los ambientes marismeños , los sistemas lagunares y los arroyos

en general , y en particular de los ambientes marismeños , los sistemas lagunares

y

los arroyos fluviales . El agua es un elemento esencial en la configuración de este

configuración de este territorio , tanto desde el punto de vista ecológico como económico

y

territorial ( CICCP , 1977 ; Junta de Andalucía , 2010 ) . Sin embargo ,

último siglo una serie de afecciones que han reducido considerablemente su extensión

y

han afectado a su funcionamiento natural y calidad hídrica . Tras el accidente minero

reducido considerablemente su extensión y han afectado a su funcionamiento natural

y

calidad hídrica . Tras el accidente minero de Aznalcóllar en 1998 , se intensificó

minero de Aznalcóllar en 1998 , se intensificó la recuperación de la cantidad

y

calidad de las aportaciones hídricas a la marisma , así como de su funcionalidad

modelo numérico bidimensional Iber , que permite conocer los campos de velocidades

y

profundidades de agua en la marisma ante diferentes escenarios de simulación ( Dolz

. , 2014 ) . También ha participado en el seguimiento de masas de agua

y

comunidades vegetales mediante teledetección ( Martí - Cardona et al . , 2010 ;

Martí - Cardona et al . , 2010 ; Marti - Cardona , 2014 )

y

en el estudio hidrometeorológico y de flujos de agua y calor en superficie y fondo

. , 2010 ; Marti - Cardona , 2014 ) y en el estudio hidrometeorológico

y

de flujos de agua y calor en superficie y fondo ( Prats et al .

- Cardona , 2014 ) y en el estudio hidrometeorológico y de flujos de agua

y

calor en superficie y fondo ( Prats et al . , 2011 , 2012 ;

) y en el estudio hidrometeorológico y de flujos de agua y calor en superficie

y

fondo ( Prats et al . , 2011 , 2012 ; Ramos Fuertes , 2012

, 2012 ; Ramos Fuertes , 2012 ) . La limnología tiene un importante

y

creciente papel en la toma de decisiones en relación a la gestión del agua embalsada

conocimiento limnológico de la marisma , estudiar el balance térmico de la misma

y

comprender los procesos de intercambio de calor que ocurren en ella resulta de interés

en los medios acuáticos , que afecta a un gran número de parámetros de calidad

y

a las reacciones químicas y biológicas que tienen lugar en ellos . En consecuencia

que afecta a un gran número de parámetros de calidad y a las reacciones químicas

y

biológicas que tienen lugar en ellos . En consecuencia , la evolución , distribución

y

ecología de los organismos acuáticos se encuentra profundamente afectada por la

Íntimamente relacionada con ella se encuentra el régimen de radiación solar en superficie

y

en el interior de la columna de agua , principal condicionante de la estructura térmica

columna de agua , principal condicionante de la estructura térmica de la masa de agua

y

determinante del desarrollo de los organismos acuáticos fotosintéticos . Por último

ámbito de Doñana es la evapotranspiración , flujo común a los balances de agua

y

calor que , como principal responsable del vaciado de la marisma , afecta a la

principal responsable del vaciado de la marisma , afecta a la disponibilidad de agua

y

al hidroperiodo o duración de la inundación . El trabajo aquí presentado tiene

la caracterización del balance térmico de la marisma de Doñana a escala horaria

y

estacional , haciendo especial énfasis en la evaporación y en el estudio del proceso

Doñana a escala horaria y estacional , haciendo especial énfasis en la evaporación

y

en el estudio del proceso de vaciado de la misma . Ello pretende contribuir al

conocimiento de los procesos físicos que determinan la disponibilidad de agua en la marisma

y

a la toma de decisiones en el manejo hídrico de la misma . MATERIAL

ecológica , principalmente como lugar de paso , cría e invernada de aves europeas

y

africanas . Situada en las provincias de Huelva y Sevilla , la actual marisma natural

cría e invernada de aves europeas y africanas . Situada en las provincias de Huelva

y

Sevilla , la actual marisma natural se extiende sobre aproximadamente 300 km2 en

Su conformación es el resultado de la colmatación del antiguo estuario del río

y

carece prácticamente de relieve , si bien las pequeñas variaciones de nivel del

1 , definen elementos microtopográficos como caños ( cursos internos de agua )

y

lucios ( depresiones ) que determinan la circulación y almacenamiento del agua en

cursos internos de agua ) y lucios ( depresiones ) que determinan la circulación

y

almacenamiento del agua en la marisma . Los procesos anuales de inundación y secado

circulación y almacenamiento del agua en la marisma . Los procesos anuales de inundación

y

secado se prolongan típicamente de mediados de otoño a mediados de verano ( Aragonés

torno a 160 hm3 anuales teniendo en cuenta el promedio histórico de precipitación )

y

la escorrentía superficial de arroyos tributarios por su límite noroeste ( Dolz

y

Velasco , 1990 ) . Los arroyos de mayor importancia son La Rocina ( 416

. Los arroyos de mayor importancia son La Rocina ( 416 km2 de cuenca )

y

El Partido ( 291 km2 de cuenca ) , para los cuales no se dispone

De manera orientativa , se asigna a las aguas dulces del arroyo de la Rocina

y

colindantes , con una cierta estabilidad en sus caudales a lo largo del año por

media anual entre 1 - 1 . 5 hm3 / año en ciclos de sequía

y

un máximo de 73 hm3 / año ( MMA , 2001 ) . La cubeta

/ año ( MMA , 2001 ) . La cubeta de la marisma es impermeable

y

la principal aportación freática se produce a través del caudal base de los arroyos

se producen en las zonas de contacto con sustratos arenosos en los límites norte

y

oeste de la marisma , y en los denominados “ ojos de la marisma ”

de contacto con sustratos arenosos en los límites norte y oeste de la marisma ,

y

en los denominados “ ojos de la marisma ” , pequeñas surgencias que atraviesan

actual se encuentra considerablemente mermada por la sobreexplotación del acuífero ,

y

la descarga directa neta en los límites de la marisma se estima del orden de

En el marco del presente estudio , la comunicación de la marisma con el estuario

y

el acuífero subyacente se considera nula a efectos de balances de agua y calor .

estuario y el acuífero subyacente se considera nula a efectos de balances de agua

y

calor . Los detalles de las hipótesis adoptadas sobre el comportamiento hídrico

comportamiento hídrico de la marisma se describen en la sección " Balance hídrico

y

curvas de agotamiento " . Instrumentación de medida El estudio del balance térmico

una red de estaciones de medida localizadas en áreas no vegetadas de la marisma

y

que ha estado operativa entre los años 2006 y 2011 ( Figura 1 ) .

áreas no vegetadas de la marisma y que ha estado operativa entre los años 2006

y

2011 ( Figura 1 ) . La red de estaciones cuenta con un total de

tres de temperatura del suelo a diferente profundidad ( D03 , D04 , D05 )

y

dos estaciones meteorológicas completas ( D04 , D05 ) . La información presentada

presentada en este trabajo consta de medidas de nivel de agua en todas las estaciones

y

de medidas térmicas y meteorológicas de la estación D04 . La Tabla 1 lista el

consta de medidas de nivel de agua en todas las estaciones y de medidas térmicas

y

meteorológicas de la estación D04 . La Tabla 1 lista el equipamiento completo de

) . Período de estudio Dado el marcado carácter pluvial de la marisma

y

la alta variabilidad propia del clima mediterráneo , los aportes de agua superficial

izquierda , que muestra medidas de profundidad de agua en diferentes puntos de la marisma

y

años hidrológicos . De los cinco años monitorizados , el año hidrológico 2006

, mantenimiento de niveles de agua ( diciembre de 2006 - febrero de 2007 )

y

vaciado ( marzo - julio de 2007 ) . El estudio del descenso del nivel

partir del mes de marzo de los años hidrológicos comprendidos entre 2006 / 2007

y

2010 / 2011 . El balance térmico superficial sobre la masa de agua se

donde S es el cambio en el contenido de calor por unidad de tiempo

y

unidad de área aplicado a la columna de agua en su total profundidad , RN

condensación ) , H el flujo de calor sensible intercambiado por contacto con la atmósfera

y

G el flujo de calor intercambiado con el sedimento subyacente , todos en W ·

de calor intercambiado con el sedimento subyacente , todos en W · m – 2

y

de signo positivo cuando suponen un aporte de calor para el agua . Se ignoran

un aporte de calor para el agua . Se ignoran en este esquema otras entradas

y

salidas de calor consideradas de menor importancia como son los flujos de calor debidos

topografía de la marisma , se presupone un lento movimiento de agua en la misma

y

no se considera la advección de calor en el plano horizontal . Ello no implica

calcula como : donde h representa el calado ( m ) , ∆Tw (

y

) es la variación de temperatura del agua ( °C o K ) ocurrida en

tiempo Δt ( s ) en una capa de grosor dy situada a una distancia

y

del suelo ( m ) , ρw es la densidad del agua ( 1000 kg

, ρw es la densidad del agua ( 1000 kg · m - 3 )

y

cw el calor específico del agua ( 4187 J · °C – 1 · kg

El cálculo del calor transmitido al suelo G con medidas discretas en el espacio i

y

el tiempo j toma la siguiente forma : siendo Uj el contenido de calor del

en sus extremos , ∆zi es el grosor de la capa i ( m )

y

∆t = 600 s . Se consideran tres capas de suelo , delimitadas por los

4 sensores de temperatura instalados a 0 , 0 . 25 , 0 . 75

y

1 m de profundidad . El intercambio de calor con la atmósfera ( H

función del ratio de Bowen β , dependiente de los gradientes observados de temperatura

y

humedad en superficie : siendo γ la constante psicrométrica ( 0 . 07 hPa ·

de vapor de saturación a la temperatura de la superficie de agua ( hPa )

y

ea la presión de vapor del aire ( hPa , ambas estimadas con medidas de

aire ( hPa , ambas estimadas con medidas de temperatura del agua , del aire

y

humedad ambiental ) . Finalmente , H y λE se definen como : Balance

de temperatura del agua , del aire y humedad ambiental ) . Finalmente , H

y

λE se definen como : Balance hídrico y curvas de agotamiento Con el

ambiental ) . Finalmente , H y λE se definen como : Balance hídrico

y

curvas de agotamiento Con el objetivo de evaluar la participación del balance térmico

estimaciones con la variación de calado observada . El balance de agua es muy simplificado

y

contempla únicamente las entradas por precipitación directa y las pérdidas por

muy simplificado y contempla únicamente las entradas por precipitación directa

y

las pérdidas por evaporación . Este balance supone que no hay contacto con el acuífero

justifica por la impermeabilidad del sedimento , compuesto principalmente por arcillas

y

limos ( Ruiz et al . , 2004 ) . Respecto a la segunda hipótesis , se

hipótesis , se puede suponer válida durante una gran parte del periodo de inundación ,

y

en particular durante el periodo de vaciado , a causa de la reducción de caudales

el periodo de vaciado , a causa de la reducción de caudales naturales de entrada

y

salida de agua por escorrentía superficial debida a la sobreexplotación de acuíferos

de agua por escorrentía superficial debida a la sobreexplotación de acuíferos

y

a la reconstrucción y prolongación del dique de la Montaña del Río ( Bayán y

escorrentía superficial debida a la sobreexplotación de acuíferos y a la reconstrucción

y

prolongación del dique de la Montaña del Río ( Bayán y Dolz , 1995 ;

y a la reconstrucción y prolongación del dique de la Montaña del Río ( Bayán

y

Dolz , 1995 ; Rodríguez - Ramírez y Clemente Salas , 2002 ) .

de la Montaña del Río ( Bayán y Dolz , 1995 ; Rodríguez - Ramírez

y

Clemente Salas , 2002 ) . Las observaciones de campo denotan una cierta concordancia

concordancia de los ritmos de vaciado de la marisma con independencia del lugar de medida

y

del año hidrológico , especialmente sobre la cota aproximada de 1 . 3 msnm (

de vaciado , las series de cotas superiores a 1 . 3 msnm se filtraron

y

agruparon en el eje de ordenadas . En primer lugar , se seleccionaron sólo aquellos

se seleccionaron sólo aquellos tramos de cota descendiente ( excluyendo avenidas

y

eventos de precipitación ) con duración superior a 30 días ( los huecos en las

, que pertenecen a un total de cinco puntos de medida , cinco años hidrológicos

y

contienen 1325 datos diarios de cota de agua . Dado que la magnitud de la

es el principal destino del calor incorporado por radiación durante el día . RN

y

S alternan valores positivos diurnos ( ganancia de calor para el agua ) y negativos

RN y S alternan valores positivos diurnos ( ganancia de calor para el agua )

y

negativos nocturnos ( pérdida de calor ) . Durante las fases de llenado y mantenimiento

) y negativos nocturnos ( pérdida de calor ) . Durante las fases de llenado

y

mantenimiento de nivel , el intercambio de calor sensible y latente entre agua y

las fases de llenado y mantenimiento de nivel , el intercambio de calor sensible

y

latente entre agua y atmósfera ( H + λE ) supone una leve pérdida de

y mantenimiento de nivel , el intercambio de calor sensible y latente entre agua

y

atmósfera ( H + λE ) supone una leve pérdida de calor para el agua

siendo predominante a partir del mediodía por la intensificación típica del viento

y

del gradiente de presión de vapor entre las 12 h y las 18 h en

intensificación típica del viento y del gradiente de presión de vapor entre las 12 h

y

las 18 h en esa época . El calor intercambiado con el suelo inundado (

con respecto al análisis horario ( Figura 3 ) : dada la alternancia de ganancias

y

pérdidas de calor por parte de la columna de agua durante el día y la

ganancias y pérdidas de calor por parte de la columna de agua durante el día

y

la noche , respectivamente , el valor neto de S es poco relevante a escala

incorporando la intensificación de la radiación neta entre los meses de febrero

y

julio , consecuencia de la mayor radiación solar incidente . El intercambio de calor

radiación solar incidente . El intercambio de calor por conducción con la atmósfera H

y

con el suelo G son por lo general poco importantes . Entre los meses de noviembre

y

febrero , la pérdida de calor por evaporación supera a la entrada de calor por

la pérdida de calor por evaporación supera a la entrada de calor por radiación

y

por conducción . El resultado es una pérdida neta de calor y una disminución de

calor por radiación y por conducción . El resultado es una pérdida neta de calor

y

una disminución de la temperatura del agua en este periodo . A partir del mes

temperatura del agua en este periodo . A partir del mes de marzo la evaporación

y

la radiación neta tienden a igualarse , resultando en una pérdida de calor neta

acusada reducción del volumen de agua ( Figura 2 ) . Balance de agua

y

proceso de vaciado El balance de agua de la Figura 5 muestra los volúmenes mensuales

muestra los volúmenes mensuales de precipitación acumulada , evaporación acumulada

y

la variación de profundidad del agua observada durante el periodo de inundación

Ramos Fuertes , 2012 ) . Los meses más lluviosos ( noviembre , enero

y

febrero ) presentan una discordancia importante entre el balance simplificado de

febrero ) presentan una discordancia importante entre el balance simplificado de agua

y

la variación real del calado , debido a que se producen entradas de agua por

de la marisma . El error absoluto del balance estimado es entre un 14 %

y

un 25 % de la variación real del calado en los meses de marzo a

% de la variación real del calado en los meses de marzo a junio ,

y

de un 36 % en diciembre . Las causas más probables del mismo son la

advección de caudal en el plano horizontal ( más probable en otoño - invierno )

y

la influencia de la transpiración vegetal en la fase de vaciado ( primavera - verano

. La cota de la lámina de agua en diferentes puntos de medida

y

años hidrológicos presenta un ritmo de agotamiento similar con independencia de

et al . ( 2004 ) , con el límite superior de los principales lucios

y

caños de la marisma . Bajo esta cota , la marisma se encuentra en gran medida desconectada

la marisma . Bajo esta cota , la marisma se encuentra en gran medida desconectada

y

las diferentes masas de agua se comportan en su vaciado final de forma independiente

en su vaciado final de forma independiente , de acuerdo a la morfología del vaso

y

las condiciones hidrometeorológicas de cada periodo . Al analizar las series de

la intensificación de la radiación solar de marzo a julio ( Figura 4 ) ,

y

de la curva de capacidad de la marisma conectada . La pendiente de esta parábola

marisma de Doñana durante un ciclo típico de inundación a escalas temporales horaria

y

mensual . A escala horaria , destaca el papel del flujo de calor que absorbe

del flujo de calor que absorbe o libera la columna de agua como principal sumidero

y

fuente de la radiación neta en superficie . El intercambio térmico con la atmósfera

El intercambio térmico con la atmósfera es siempre favorable a la evaporación

y

se intensifica notablemente después del mediodía en la fase de vaciado de la marisma

poco relevante en el punto de estudio . A escala mensual , las ganancias

y

pérdidas de calor por parte del agua se compensan y resulta en un balance térmico

escala mensual , las ganancias y pérdidas de calor por parte del agua se compensan

y

resulta en un balance térmico reducido . El creciente aporte de calor a través

comparación de un balance simplificado de masa , basado en la precipitación medida

y

la evaporación estimada , comparado con la variación de calado observada . Utilizando

calado observada . Utilizando 18 series de vaciado de diferentes puntos de medida

y

años hidrológicos , se ha establecido un patrón de agotamiento de la lámina de

AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen la asistencia del Espacio Natural Doñana

y

de la Estación Biológica de Doñana en la instalación y mantenimiento de la instrumentación

Espacio Natural Doñana y de la Estación Biológica de Doñana en la instalación

y

mantenimiento de la instrumentación de medida , labores esenciales realizadas por

de la instrumentación de medida , labores esenciales realizadas por D . Ninyerola

y

J . Rabadà ( Flumen , UPC - CINME ) . Este estudio ha contado

la acción complementaria CMT2007 - 30881 - E / TECNO del Ministerio de Educación

y

Cultura , y del contrato GOCE - CT - 2006 - 037081 del programa FP6

complementaria CMT2007 - 30881 - E / TECNO del Ministerio de Educación y Cultura ,

y

del contrato GOCE - CT - 2006 - 037081 del programa FP6 de la Unión

de los autores ( ARF ) contó con una beca FPI del Ministerio de Educación

y

Ciencia . Estudio teórico experimental sobre el fenómeno de enfriamiento postsoldadura

este trabajo se presenta un estudio sobre el comportamiento del campo de temperatura

y

del perfil de esfuerzos residuales que aparecen en una unión soldada tipo cruciforme

cruciforme durante la fase de enfriamiento postsoldadura . Se utiliza un modelo 3D

y

un análisis de transferencia de calor transciente no lineal mediante el método

proceso SMAW , empleando como metal base placas en acero estructural ASTM HR A36

y

metal de aporte correspondiente a electrodos E6013 . Las probetas son sometidas a

probetas son sometidas a tres condiciones de enfriamiento : en agua , en aceite ,

y

en aire . Se establece un campo de temperatura inicial definido de acuerdo con los

estandarizados , los cuales se fabrican con tres tamaños distintos de cateto de soldadura

y

con un espesor de placa constante . Se encuentra muy buena correspondencia entre

encuentra muy buena correspondencia entre las curvas de enfriamiento experimentales

y

las curvas de enfriamiento de las simulaciones numéricas . Como conclusiones fundamentales

presenta dificultades muy específicas , sobre todo por la naturaleza transitoria

y

no lineal , al movimiento de la fuente de calor y a la dependencia de

por la naturaleza transitoria y no lineal , al movimiento de la fuente de calor

y

a la dependencia de las propiedades del material con la temperatura [ 1 ] .

la dependencia de las propiedades del material con la temperatura [ 1 ] . Attarha

y

Far [ 2 ] , han estudiado la distribución de la temperatura de juntas soldadas

elementos finitos ( MEF ) con ayuda del software ABAQUS . Los resultados experimentales

y

de simulación permiten predecir la distribución de la temperatura en las placas

en las placas soldadas mediante el proceso de soldadura con electrodo de tungsteno

y

gas de protección inerte ( TIG ) . En este estudio se encontró que existe

verificándose un alto grado de correlación entre los resultados experimentales

y

la simulación desarrollada mediante el MEF . Por otro lado , es posible predecir

dividida por varias subzonas , en función de las características estructurales

y

las propiedades del material que la forman . De acuerdo con la investigación , para

de normalizado ( zona de recristalización incompleta , zona de recristalización

y

zona de fragilidad en azul ) es difícil establecer la ubicación de sus bordes .

hacia el análisis del efecto de la temperatura máxima , la tasa de enfriamiento

y

el método de soldadura empleado . Lee y Wu [ 4 ] han determinado que

temperatura máxima , la tasa de enfriamiento y el método de soldadura empleado . Lee

y

Wu [ 4 ] han determinado que la velocidad de enfriamiento de las uniones soldadas

proceso TIG , encontrando una alta correlación entre las simulaciones numéricas

y

las pruebas experimentales . Shi y colaboradores [ 7 ] estudian la evolución de

correlación entre las simulaciones numéricas y las pruebas experimentales . Shi

y

colaboradores [ 7 ] estudian la evolución de la estructura de grano en la ZAC

intervalo de la GGZAC se ensancha . Perret [ 8 ] ha empleado métodos analíticos

y

numéricos para determinar el campo de temperatura debido a los efectos del calor

soldadura . En su trabajo concluye que es necesario tener en cuenta la dimensión finita

y

el tiempo en que ocurre el enfriamiento . Wahab y otros [ 9 ] determinan

en cuenta la dimensión finita y el tiempo en que ocurre el enfriamiento . Wahab

y

otros [ 9 ] determinan que por medio de la predicción del ciclo térmico es

estimación de la profundidad de penetración de la soldadura , la geometría del charco

y

las velocidades de enfriamiento . Los tiempos de enfriamiento , la penetración de

velocidades de enfriamiento . Los tiempos de enfriamiento , la penetración de soldadura

y

la longitud de los charcos de soldadura se comparan con los valores obtenidos utilizando

comparan con los valores obtenidos utilizando simulaciones de elementos finitos en 2D

y

3D . Cuando se comparan los resultados teóricos con los experimentales de la unión

de cobre Hs201 sobre acero 35CrMnSiA , estudiándose el comportamiento del flujo

y

el charco de fusión . Los resultados muestran que el ciclo térmico cambia notablemente

resultados muestran que el ciclo térmico cambia notablemente , la temperatura máxima

y

la velocidad de enfriamiento en la interfaz de fusión es mayor que en las zonas

; los denominados de tipo macroscópicos , que son de naturaleza de largo alcance

y

se extienden sobre varios granos del material ; los de tipo microesfuerzos estructurales

microesfuerzos estructurales , que abarcan la distancia de un grano o parte de uno

y

pueden presentarse entre fases diferentes y tener características físicas distintas

distancia de un grano o parte de uno y pueden presentarse entre fases diferentes

y

tener características físicas distintas ; y por último los esfuerzos residuales

presentarse entre fases diferentes y tener características físicas distintas ;

y

por último los esfuerzos residuales de tipo microscópico , que actúan sobre varias

interacción de los siguientes procesos separados [ 13 ] : a ) expansión impedida

y

contracción resultante de una distribución de temperatura no homogénea , b ) efectos

distribución de temperatura no homogénea , b ) efectos de enfriamiento rápido ( temple )

y

, c ) transformaciones de fase . Consecuentemente , el tipo y cantidad de esfuerzos

( temple ) y , c ) transformaciones de fase . Consecuentemente , el tipo

y

cantidad de esfuerzos residuales en el cordón de soldadura y ZAC dependen de la

Consecuentemente , el tipo y cantidad de esfuerzos residuales en el cordón de soldadura

y

ZAC dependen de la temperatura de transformación , determinada por el diagrama tiempo

, determinada por el diagrama tiempo - temperatura - transformación del material

y

la velocidad de enfriamiento ; adicionalmente , la composición química local juega

residuales , entre ellos pueden mencionarse la técnica del hoyo ciego , de la curvatura

y

el de difracción de rayos X [ 15 ] . Para la difracción de rayos

cruciforme , para condiciones de enfriamiento en distintos medios ( agua , aceite

y

aire ) y empleando catetos de soldadura de varios tamaños ( 3 mm , 4

, para condiciones de enfriamiento en distintos medios ( agua , aceite y aire )

y

empleando catetos de soldadura de varios tamaños ( 3 mm , 4 mm y 5

) y empleando catetos de soldadura de varios tamaños ( 3 mm , 4 mm

y

5 mm ) , con el fin de determinar la influencia de estos factores en

residuales que se generan debido a las transformaciones metalúrgicas que se suceden

y

a las contracciones térmicas propias del proceso . La relevancia de este trabajo

teóricas como experimentales , la influencia que poseen el ciclo térmico postsoldadura

y

la geometría de la sección del cordón de soldadura en los esfuerzos residuales

cordón de soldadura en los esfuerzos residuales que surgen en las zonas fundidas

y

afectadas por el calor . La determinación de los esfuerzos residuales posibilita

; lo anterior repercute en una gestión de vida más eficiente de las estructuras

y

los componentes soldados . Por ejemplo , al utilizar la Mecánica de la Fractura

vida es posible determinar con mayor exactitud la tasa de propagación de grieta

y

el tamaño crítico de grieta , si se incorpora en el análisis el campo de

unión estructural . Además , la geometría cruciforme posibilita la inspección

y

determinación del comportamiento para cuatro juntas soldadas simultáneamente ,

el punto de vista de su geometría , propiedades térmicas , mecánicas , defectos

y

resistencia . Por otro lado , se analizaron distintos tipos de tecnologías para

este tipo de soldadura , empleando como material base acero estructural ASTM HR A36

y

como material de aporte electrodos E6013 . Geometría y características de la probeta

estructural ASTM HR A36 y como material de aporte electrodos E6013 . Geometría

y

características de la probeta Para el desarrollo experimental se utilizó una chapa

se realizó en las instalaciones de la empresa WEST ARCO , con personal calificado

y

empleando un equipo de soldadura marca Miller XMT 350 CC / CV . Se llevaron

mostradas en la Tabla 2 , para cada tamaño de cateto de soldadura . La geometría

y

dimensiones de la probeta se presentan en la Figura 1 . Para el proceso de corte

superficie que resulta del corte , lo que puede variar la microestructura superficial

y

la dureza . El acabado superficial que se logra se encuentra en el rango de

de datos NI - 9211 , montada sobre el chasis NI - CDAQ - 9172

y

esta a su vez acoplada al PC , como aparece en el diagrama presentado en la Figura

propósito de determinar el campo de temperatura en la superficie de las probetas

y

su evolución durante el proceso de enfriamiento pos soldadura . Esta información

ampliada del cordón se logra determinar una aproximación a la convexidad del cordón

y

a la curva real de los surcos que se generan durante la aplicación de la

como se muestra en la Figura 4 ( b ) . Modelo para la probeta

y

condiciones de simulación El desarrollo de las simulaciones se realiza utilizando

El desarrollo de las simulaciones se realiza utilizando el software ANSYS 14 . 5

y

APDL , debido a la funcionalidad y la capacidad que tiene este para el desarrollo

realiza utilizando el software ANSYS 14 . 5 y APDL , debido a la funcionalidad

y

la capacidad que tiene este para el desarrollo del MEF . La elaboración del modelo

0 , donde se ingresan los materiales ( propiedades del material base , electrodo

y

ZAC ) y tipo de análisis . Luego se procede a importar la geometría respectiva

donde se ingresan los materiales ( propiedades del material base , electrodo y ZAC )

y

tipo de análisis . Luego se procede a importar la geometría respectiva desde el

propiedades termofísicas de los materiales tales como conductividad térmica , densidad

y

calor específico se definen para este análisis térmico transitorio . Inicialmente

térmico transitorio . Inicialmente se toma una malla generada automáticamente ,

y

con posterioridad se realiza un refinamiento de la misma en las zonas de interés

posterioridad se realiza un refinamiento de la misma en las zonas de interés ( bordes

y

pie de la soldadura ) , donde se debe enfocar el análisis con el fin

mejorar la calidad de los resultados . Se pudo determinar que entre 1 , 2

y

1 , 7 millones de nodos , según un análisis de convergencia de datos realizado

modelo de la probeta cruciforme , esta presenta una malla con refinamiento nivel 3

y

tamaño de nodo de 0 , 001m ( para 1 . 540 . 451 nodos

experimentales de temperatura realizadas con las termocuplas . Las consideraciones

y

restricciones principales empleadas en el modelo son : Tanto el material de aporte

empleadas en el modelo son : Tanto el material de aporte ( E6013 )

y

el material base ( ASTM A36 ) se consideran elástico lineal y las propiedades se

( E6013 ) y el material base ( ASTM A36 ) se consideran elástico lineal

y

las propiedades se definen de acuerdo con certificado de garantía del proveedor

y

por comprobación mediante ensayos a tracción . La temperatura ambiente se considera

objeto de estudio se extrapolan punto a punto ( utilizando el software SmartView )

y

se utilizan como insumo para las condiciones iniciales de la simulación . El procedimiento

enfriamiento se realiza en Transient Thermal para cada uno de los medios de enfriamiento

y

catetos de soldadura objeto de estudio . 3 . Para la obtención de los

realizar el modelamiento del enfriamiento para los distintos medios de enfriamiento

y

los tamaños de cateto empleados en la investigación . En la Figura 7 se observa

obtiene que la velocidad de enfriamiento es mayor para las probetas enfriadas en agua

y

menor para las enfriadas en aceite , de igual forma los catetos de soldadura mayores

de los esfuerzos residuales producto del enfriamiento . En la Figura 8 ( a , b

y

c ) se muestra la distribución de los esfuerzos residuales obtenidos por modelamiento

tasas de enfriamiento generan regiones de influencia mayores . Experimentación

y

validación de los modelos Se realizaron los ensayos de enfriamiento a nueve probetas

buena correspondencia entre las curvas de enfriamiento producto de las simulaciones

y

las registradas mediante los ensayos experimentales . En la Tabla 4 aparecen las

se muestra en la Tabla 5 , para el caso de enfriamiento de las probetas tratadas

y

para las tres dimensiones de cateto analizadas . Como técnica experimental para

dispersión . Varios trabajos han sido publicados con resultados sobre el ciclo térmico

y

la determinación de los esfuerzos residuales que se generan en uniones soldadas

gran variedad principalmente de los procesos de soldadura , materiales empleados

y

geometrías de las piezas a soldar , es difícil encontrar un trabajo de investigación

establecer ciertas comparaciones con trabajos de otros autores . Por ejemplo , Chaowen

y

Yong [ 24 ] en su estudio teórico experimental acerca del proceso de soldadura en

encontraron en el rango de 300 - 350 MPa , bastante diferentes a los medidos

y

modelados en la presente investigación . Por otro lado , en [ 25 ] se

tipo T en acero AISI 304 para distintos espesores de placa ( 5 , 6

y

8 mm ) . Se emplean en esta investigación modelos de elementos finitos en 2D

y

3D , respectivamente ; este último es el que arroja los mejores resultados , logrando

una exactitud aceptable . Las tasas de enfriamiento que se miden experimentalmente

y

que resultan del modelamiento numérico por estos autores llegan a ser en promedio

22 % de las mostradas en la presente investigación , para igual espesor de placa

y

condición de enfriamiento al aire , respectivamente . Lo anterior se debe con seguridad

método de los elementos finitos para simular el proceso de enfriamiento postsoldadura

y

el surgimiento del campo de esfuerzos residuales . Este modelo se definió de tipo

campo de esfuerzos residuales . Este modelo se definió de tipo no lineal transitorio

y

mostró convergencia para un enmallado de aproximadamente 1 , 5 millones de nodos

características superficiales del cordón de soldadura real en el modelo geométrico

y

el emplear un campo de temperatura inicial definido de acuerdo con mediciones experimentales

determinación de la temperatura en las probetas soldadas cruciformes : termográfico

y

mediante colocación directa de termocuplas . Lo anterior permitió encontrar la

Lo anterior permitió encontrar la relación entre el campo de temperatura inicial

y

su evolución en el tiempo , con relación a los factores experimentales , dimensión

con relación a los factores experimentales , dimensión del cateto de soldadura

y

medio de enfriamiento , respectivamente . Adicionalmente se determinaron los esfuerzos

encontró buena correspondencia entre el modelo teórico basado en elementos finitos

y

los resultados experimentales . En términos generales el modelo numérico de enfriamiento

experimentalmente . La máxima desviación promedio calculada entre el modelo experimental

y

el teórico fue de 41 , 5 °C ; mientras que la máxima desviación entre

global de todas las simulaciones se logra una variación entre los modelos teórico

y

físico de 19 , 5 % ; lo anterior pone de manifiesto muy buena correspondencia entre

anterior pone de manifiesto muy buena correspondencia entre los valores teóricos

y

experimentales , se puede concluir que catetos de soldadura de mayor dimensión generan

catetos de soldadura de mayor dimensión generan zonas de calentamiento más extensas

y

mayores valores de temperatura ; por ejemplo , para el cateto de 5 mm se genera

trae como consecuencia zonas de influencia de los esfuerzos residuales más extensas

y

mayores valores de los esfuerzos residuales ; por ejemplo , los esfuerzos residuales

al aire . Este comportamiento se debe a que los mayores gradientes de temperatura

y

los cambios de fases en mayor extensión volumétrica , que generan los medios de

de la microestructura resultante del proceso de soldadura para la zona de aporte

y

la ZAC , con el fin de correlacionar los campos de temperatura postsoldadura y los

aporte y la ZAC , con el fin de correlacionar los campos de temperatura postsoldadura

y

los esfuerzos residuales con la composición microestructural para las distintas

- 256 - COL0007284 ) , Colombia ; WEST ARCO , Bogotá , Colombia ,

y

a la Dirección Nacional de Investigación de la Sede Bogotá - Universidad Nacional

que éstos tiendan a convertirse en los costes más significativos de la operación

y

mantenimiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales ( EDAR ) . El

analizaron estadísticamente 538 plantas del Este de España ( Comunidad Valenciana

y

Murciana ) . Los resultados obtenidos dieron un consumo medio ponderado por caudal

obtenidos dieron un consumo medio ponderado por caudal de 0 . 42 kWh / m3

y

2 . 78 kWh / habitante equivalente , y que dichas cifras de consumo energético

0 . 42 kWh / m3 y 2 . 78 kWh / habitante equivalente ,

y

que dichas cifras de consumo energético varían según una relación exponencial

defender , durante más de 20 años , las cuentas de resultado de la operación

y

mantenimiento de muchas EDAR ante las entidades públicas responsables de fiscalizar

muchas EDAR ante las entidades públicas responsables de fiscalizar los costes ,

y

tras haber preparado la presentación de cientos de ofertas económicas de gestión

que no existían investigaciones estadísticas que determinasen los ratios medios

y

óptimos de consumo energético de las mismas que sirviesen de límite de comparación

y

de objetivo a conseguir , ya que la mayoría de los estudios se centran en

de la misma , de la carga contaminante de influente , del tipo de tratamiento

y

de la tecnología utilizada [ 2 ] y [ 3 ] , por lo que

de influente , del tipo de tratamiento y de la tecnología utilizada [ 2 ]

y

[ 3 ] , por lo que el costo de la energía variará de unas

cogeneración . Dicha energía eléctrica se utiliza fundamentalmente para bombas , soplantes

y

/ o aireadores , calefacción digestor , deshidratación de lodos mediante centrifugación

de lodos mediante centrifugación o filtros banda , desinfección ultravioletas ,

y

sistemas de desodorización [ 4 ] . El coste de la energía consumida es

elevados , suponiendo más de un 33 % del total de los costes de operación

y

mantenimiento La importancia del coste de la energía sube gradualmente debido al

. El objeto de este estudio es determinar la relación ( a nivel general

y

no específico por tecnologías ) entre el consumo de energía en una EDAR urbana

y

los parámetros principales de su operación , en función de la variación del tamaño

mediante la definición de : 1 . Las correlaciones prácticas entre dichos parámetros

y

el consumo energético real de las EDAR . 2 . Los ratios medios ponderados

el tamaño de la depuradora , acotando el ámbito en el que se puedan aplicar

y

el grado de fiabilidad de las fórmulas . Con tal fin , se han

se han analizado los datos de 2 años de 538 EDAR de la Comunidad Valenciana

y

de la Región de Murcia ( España ) , actualmente en servicio , y se

Valenciana y de la Región de Murcia ( España ) , actualmente en servicio ,

y

se ha cuantificado su consumo de energía en relación a los parámetros más característicos

de energía en relación a los parámetros más característicos de la operación

y

gestión . Posteriormente se han analizado las correlaciones entre dichos parámetros

y

se ha segmentado la muestra según el tamaño de las EDAR ( en m3 mensuales

ha segmentado la muestra según el tamaño de las EDAR ( en m3 mensuales tratados

y

en habitantes equivalentes servidos ) , para obtener los valores medios ponderados

ponderados de la relación del consumo de energía respecto a dichas variables ,

y

para definir las fórmulas empíricas que pronostiquen el consumo energético de

2 . MATERIALES Y MÉTODOS Se han considerado los datos de los años 2010

y

2011 de las EDAR de la Comunidad Valenciana , y de La Región de Murcia

datos de los años 2010 y 2011 de las EDAR de la Comunidad Valenciana ,

y

de La Región de Murcia , facilitados por la Entidad Pública de Saneamiento de Aguas

de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana , España ( EPSAR )

y

por la Entidad de Saneamiento y Depuración de Aguas Residuales de la Región de

de la Comunidad Valenciana , España ( EPSAR ) y por la Entidad de Saneamiento

y

Depuración de Aguas Residuales de la Región de Murcia ( ESAMUR ) , aunque se

prolongada [ 5 ] con procesos de eliminación de nutrientes ( principalmente nitrógeno )

y

con tratamientos terciarios de regeneración , cuyo esquema se muestra en la Figura

Sólidos en Suspensión ( SS ) depurada , de Nitrógeno total ( Ntot ) depurado

y

de Fósforo total ( Ptot ) depurado . Las correlaciones del consumo energético

respecto a la cantidad de materia orgánica depurada medida en T de DBO5 depuradas

y

las medidas en T de SS depuradas . La correlación del consumo energético respecto a

correlación individual del consumo energético respecto al Ntot ( nitrógeno total )

y

el Ptot ( fósforo total ) depurado y medido en toneladas , es menos significativa

respecto al Ntot ( nitrógeno total ) y el Ptot ( fósforo total ) depurado

y

medido en toneladas , es menos significativa , aunque se estudiará también . 2

2 SEGMENTACIÓN DE LAS EDAR POR TAMAÑO Debido a la gran cantidad de datos ,

y

a las dispersiones de algunos valores en algunas de las plantas por consideraciones

cerca de ríos las infiltraciones al saneamiento provocan que tengan mucho caudal

y

poca contaminación … ) es conveniente segmentar la muestra mediante histogramas

realizado un análisis de los coeficientes de correlación de Pearson entre todas

y

cada una de las variables con cada una de las otras . Evidentemente , para

investigación , sólo interesa la columna de correlación del consumo de energía kWh

y

se pueden eliminar los datos de DQO por ser redundantes , y los de valor

de energía kWh y se pueden eliminar los datos de DQO por ser redundantes ,

y

los de valor cercano a cero por no ser significativa la correlación , quedando resumido

la correlación , quedando resumido así : como sigue . La segmentación física

y

biológicamente más lógica a hacer es por tamaño de EDAR , por lo que se

es también la que han realizado en el Informe del Instituto de Diversificación

y

Ahorro de la Energía ( IDAE ) [ 7 ] . Para calcular los

con las segmentaciones de la muestra de 538 EDAR según los dos tipos anteriores ,

y

según sus logaritmos decimales , que mejoran las posibilidades de estudio . Finalmente

la mitad de las clases definidas por Sturges , ya que concentra mejor la muestra

y

reduce el número de clases facilitando el estudio . 3 . RESULTADOS Para

caso [ log ( m3 ) o log ( h - e ) ] ,

y

calculando los promedios en cada segmento de la muestra , y sus ratios correspondientes

e ) ] , y calculando los promedios en cada segmento de la muestra ,

y

sus ratios correspondientes , cuyo resultado se muestra en las Tablas 2 y 3 . En

muestra , y sus ratios correspondientes , cuyo resultado se muestra en las Tablas 2

y

3 . En la Figura 3 se representan las gráficas donde se muestran :

se ajusta a los datos agrupados por segmentos . La ecuación de dicha curva

y

el grado de ajuste o correlación a dicha curva . En la Figura 4 se

se ajusta a los datos agrupados por segmentos . La ecuación de dicha curva

y

el grado de ajuste o correlación a dicha curva . 4 . DISCUSIÓN

grado de ajuste o correlación a dicha curva . 4 . DISCUSIÓN Tal

y

como se observa en la Figura 2 , tras un análisis estadístico de la muestra ,

habitantes equivalentes servidos . Incluso se mejora la efectividad de los ajustes

y

cálculos si se utiliza la división de la muestra en la mitad del nº de

Gráficas principales ratios consumo energético respecto Log ( h - e ) , medias

y

ajustes Los ratios anteriores servirán de guía para el prediseño y para el control

) , medias y ajustes Los ratios anteriores servirán de guía para el prediseño

y

para el control de la Operación y Mantenimiento de las EDAR . No obstante , para

anteriores servirán de guía para el prediseño y para el control de la Operación

y

Mantenimiento de las EDAR . No obstante , para que puedan servir de niveles óptimos

en m3 o h - e ) según las fórmulas aproximadas de la Figura 4 ,

y

por consiguiente pedirle a cada planta el ratio que le corresponda según su tamaño

eficientes , ya que pueden presentar otras ventajas como menor coste de operación

y

mantenimiento en dedicación de mano de obra , eliminación de fangos , uso de productos

de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana , España ( EPSAR )

y

a la Entidad de Saneamiento y Depuración de Aguas Residuales de la Región de Murcia

de la Comunidad Valenciana , España ( EPSAR ) y a la Entidad de Saneamiento

y

Depuración de Aguas Residuales de la Región de Murcia ( ESAMUR ) , por haber

Considerando la evolución tecnológica en materia de depuración de aguas residuales ,

y

el continuo crecimiento del número de EDAR , cada vez más eficientes y modernas

residuales , y el continuo crecimiento del número de EDAR , cada vez más eficientes

y

modernas , será conveniente ir ampliando el ámbito temporal y geográfico de la

vez más eficientes y modernas , será conveniente ir ampliando el ámbito temporal

y

geográfico de la presente investigación a nivel general , intentando incluir más

presente investigación a nivel general , intentando incluir más años en el estudio

y

más plantas de otros territorios . No obstante , es difícil hacer un análisis

, ya que éstas van cambiando a lo largo del tiempo por la continua mejora

y

actualización de las EDAR y , aunque se ha intentado , no se ha conseguido

cambiando a lo largo del tiempo por la continua mejora y actualización de las EDAR

y

, aunque se ha intentado , no se ha conseguido obtener una evolución histórica

obtener una evolución histórica exacta de la implantación de dichas tecnologías

y

sistemas en las plantas . Por consiguiente , la necesaria realización de estudios

realizar en un futuro , pero siempre con un número mucho más restringido de EDAR

y

para un momento dado , ya que la información disponible sobre la implantación tecnológica

información disponible sobre la implantación tecnológica es puntual para ese instante

y

con muy poca precisión temporal sobre el momento real de puesta en marcha y completo

instante y con muy poca precisión temporal sobre el momento real de puesta en marcha

y

completo funcionamiento . 5 . RECOMENDACIONES Considerando que en todas las curvas

energético se reduce debido a las sinergias que producen las economías de escala ,

y

a que aumentan las posibilidades de rentabilizar la implantación de sistemas de

dependerá de la naturaleza de los residuos , del tipo de digestión anaerobia utilizada

y

de que en las plantas de mayor tamaño se produce suficiente gas para alimentar los

que la materia orgánica procesada permite tratamientos anaerobios mesófilos ) ,

y

a que eso permite aprovechar el calor de los gases de escape de la combustión

gases de escape de la combustión para aumentar el rendimiento de los digestores

y

el secado de los fangos . Evidentemente , además del ahorro energético en las grandes

cual es la conclusión más importante de esta investigación , para planificadores

y

diseñadores de EDAR urbana . Los parámetros fijados en el apartado anterior ,

parámetros fijados en el apartado anterior , servirán para comprobar si el diseño

y

la operación y mantenimiento de las EDAR es el adecuado o se está desviando .

en el apartado anterior , servirán para comprobar si el diseño y la operación

y

mantenimiento de las EDAR es el adecuado o se está desviando . Para EDAR

para tratarlos en EDAR de mayor capacidad , se deben utilizar otras metodologías

y

sistemas de depuración más eficientes energéticamente , ya que el consumo se puede

educción de estos requisitos debe seleccionar estas funcionalidades principales

y

especificarlas eficientemente . No obstante , aún no existen catastros de prácticas

cantidad de prácticas de educción en desarrollos ágiles de la literatura científica

y

clasificarlas según el foco principal de cada práctica . Para esto se lleva a cabo

El alto desarrollo tecnológico , el cambio en la preferencia de los stakeholders

y

las restricciones de tiempo y costos , generan una toma y especificación de requisitos

tecnológico , el cambio en la preferencia de los stakeholders y las restricciones de tiempo

y

costos , generan una toma y especificación de requisitos inapropiadas . Es por ello

preferencia de los stakeholders y las restricciones de tiempo y costos , generan una toma

y

especificación de requisitos inapropiadas . Es por ello que las metodologías ágiles

metodologías ágiles buscan hacer frente a estos retos evitando el compromiso prematuro

y

discutiendo los requisitos de manera iterativa [ 1 ] . Ya sea de un

, ya que los diferentes stakeholders tienen visiones , a veces contradictorias ,

y

pueden expresarlas de maneras muy diferentes . Esto hace que los desarrolladores

diferentes . Esto hace que los desarrolladores no entiendan los requisitos del sistema

y

puedan obtener productos finales defectuosos [ 3 ] . Para evitar esto , sería necesario

publicaciones que recopilen prácticas de educción de requerimientos en métodos ágiles

y

entreguen una caracterización de las prácticas encontradas . Este artículo está

trabajos primarios del estudio . La cuarta sección presenta los resultados obtenidos

y

, finalmente , la quinta sección presenta las conclusiones y perspectivas de trabajos

resultados obtenidos y , finalmente , la quinta sección presenta las conclusiones

y

perspectivas de trabajos futuros . METODOLOGÍA Para el desarrollo de este estudio

, se desea obtener una visión amplia del campo científico , focos de atención

y

tendencias de los investigadores . Por este motivo hemos considerado un mapeo sistemático

la revisión – donde se definen las bases de datos de publicaciones científicas

y

cadena de búsqueda – , definición de los criterios de inclusión y exclusión

científicas y cadena de búsqueda – , definición de los criterios de inclusión

y

exclusión , conducta de búsqueda , selección de trabajos primarios , definición

primarios , definición de criterios de análisis , esquema de caracterización ;

y

el análisis de resultados . La metodología seguida se presenta en la Figura 1

mayor cantidad de publicaciones relacionadas son : IEEEXPLORE , ACM DL , SCOPUS ,

y

WEB OF SCIENCE . También se realizaron búsquedas oportunistas , referencias de

se realizaron búsquedas oportunistas , referencias de artículos relacionados ,

y

otros artículos ya identificados . El período de búsqueda incluye publicaciones

ajustó a los propios formatos de cada base de datos . Criterios de inclusión

y

exclusión Para la selección de estudios se consideraron los siguientes criterios

elegible para su inclusión en el estudio si tiene relación con requisitos de software

y

en donde se propusieran , discutieran o evaluaran metodologías sobre el desarrollo

sobre el desarrollo de software ágil . Se incluyeron tanto estudios cualitativos

y

cuantitativos realizados por estudiantes como profesionales del software . Solo

Los artículos sin diseño de investigación , basados en opiniones de expertos

y

sin una pregunta de investigación también fueron excluidos . Conducta de búsqueda

: Las publicaciones que pasaron el filtro anterior fueron sometidas a una lectura

y

análisis completo de su contenido . EJECUCIÓN DE LA BÚSQUEDA Selección de trabajos

la búsqueda pueden ser observados en la Figura 2 . Después de aplicar el primer

y

segundo filtro fueron seleccionadas 13 publicaciones primarias . Es importante destacar

tipo de estudio que se realizó , el objetivo principal de la práctica encontrada

y

en qué tipo de metodología ágil son aplicados . Es importante destacar que la

de prácticas de educción de requisitos en métodos ágiles se están utilizando

y

desarrollando , pero lo que sí se puede observar es que todavía falta por poner

el diseño . Esta actividad a menudo resulta en un set de requerimientos refinados

y

un diseño preliminar , e incluso a veces un plan de implementación , ninguno de

implementación , ninguno de los cuales se especifica formalmente . Para obtener

y

definir requisitos adecuados , es importante que el propietario de la microempresa

importante que el propietario de la microempresa enumere los objetivos del negocio

y

diagrame los procesos de negocios , para que junto con el desarrollador analicen

procesos de negocios , para que junto con el desarrollador analicen estos diagramas

y

encuentren patrones similares de negocios existentes que sean de utilidad . Los requerimientos

existentes que sean de utilidad . Los requerimientos no funcionales deben ser objetivos

y

tiene que haber algún proceso donde sean probados . Cuando los requisitos funcionales

que haber algún proceso donde sean probados . Cuando los requisitos funcionales

y

no funcionales están definidos claramente , el desarrollador de software solo tiene

palabras claves en la identificación de requerimientos de entrada , del sistema

y

de salida . En la fase de educción de requerimientos se podrían utilizar herramientas

crossmedia que facilite el uso de artefactos narrativos , escenarios , mapas , esquemas

y

guiones gráficos , para aclarar restricciones de los medios , limitaciones de accesibilidad

para aclarar restricciones de los medios , limitaciones de accesibilidad del usuario

y

enfatizar algunos puntos cruciales para todo el proceso de desarrollo del sistema

stakeholders generen historias en grupos para facilitar el flujo de información valiosa

y

que no olviden información como a veces sucede en historias de usuarios . Además

usuarios . Además permite que un problema pueda ser visto desde varias perspectivas

y

el conocimiento de un stakeholder puede ser ampliado por otro . En grandes proyectos

equipo puede estar conformado por un gerente de proyecto , un programador senior ,

y

una persona de control de calidad . Estos son los encargados verificar y gestionar

senior , y una persona de control de calidad . Estos son los encargados verificar

y

gestionar los cambios de las necesidades de los stakeholders , además de facilitar

usuarios . Esto permite que potenciales requisitos sean identificados rápidamente

y

que las historias de usuarios sean creadas y documentadas . Proporcionar un espacio

requisitos sean identificados rápidamente y que las historias de usuarios sean creadas

y

documentadas . Proporcionar un espacio abierto donde los stakeholders puedan discutir

, etc . Esto crea un ambiente de aprendizaje interactivo , donde desarrolladores

y

stakeholders intercambian conocimientos y habilidades para avanzar hacia una solución

aprendizaje interactivo , donde desarrolladores y stakeholders intercambian conocimientos

y

habilidades para avanzar hacia una solución de manera colaborativa . Para mejorar

mejorar la comunicación con los stakeholders , es necesario desarrollar un vocabulario

y

una semántica que unifique el lenguaje . Esto facilita la comprensión del problema

comprensión del problema , el proceso de construcción de escenarios , reglas de negocio

y

ayuda en su descripción . La trayectoria de usuarios , es decir , viajes que llevan

paso a paso a un usuario hasta alcanzar su objetivo , creando un viaje ideal

y

mejorando su experiencia , como permitir a los desarrolladores definir los requisitos

de historias de intrusión ( historias realizadas por un vulnerador de sistemas )

y

árboles de ataque ( diagramas de árbol que detallan las diferentes formas de alcanzar

seguridad permite agilizar el proceso de generar estrategias para evitar amenazas

y

comprender el cómo se efectúan ataques al sistema . El equipo puede tener una persona

El equipo puede tener una persona en el lugar , que puede elegir , priorizar

y

verificar los requisitos del sistema , idealmente , un usuario final del sistema

cliente se reúna con el equipo de desarrolladores para así lograr un refinamiento

y

validación de requisitos permite que los programadores solo se dediquen a satisfacerlos

ocasiones los clientes no están claros desde el principio acerca de sus necesidades

y

están dispuestos a explorar nuevas formas en que el sistema en evolución puede

Referente al foco tipo ambiente , proveer de un espacio abierto donde los stakeholders

y

desarrolladores puedan desarrollar escenarios , llegar a acuerdos , etc . No solo

acuerdos , etc . No solo crea un ambiente de desarrollo interactivo donde stakeholders

y

desarrolladores intercambian conocimientos . También facilita la negociación efectiva

encontradas se centran en técnicas que buscan obtener requerimientos bien definidos

y

ampliar el conocimiento tanto del stakeholder como desarrolladores . De igual forma

problema en particular , unificar el lenguaje , guiar al stakeholder a un viaje ideal

y

generar nuevas estrategias . Con respecto al foco tipo personas , la educción de

ellos cumplirán . Destacando como sobresaliente la comunicación entre stakeholders

y

desarrolladores . También la presencia de tener un usuario final del sistema que

. También la presencia de tener un usuario final del sistema que pueda priorizar

y

verificar requisitos . En el foco tipo negocio , los objetivos y procesos de

pueda priorizar y verificar requisitos . En el foco tipo negocio , los objetivos

y

procesos de negocios , siempre deben estar bien definidos para que los desarrolladores

bien definidos para que los desarrolladores encuentren similitudes entre diagramas

y

patrones de negocio existentes . CONCLUSIONES Descubrir y definir adecuadamente

similitudes entre diagramas y patrones de negocio existentes . CONCLUSIONES Descubrir

y

definir adecuadamente los requisitos es una parte fundamental de la ingeniería de

del dominio del problema , generar entornos de aprendizajes tanto para stakeholders

y

desarrolladores , detectar errores en etapas tempranas , generar documentación mínima

es un proceso de manufactura que se basa en la fabricación de prototipos , partes

y

piezas funcionales . Existen diferentes métodos , en los cuales se utilizan distintos

las principales problemáticas se presenta al momento de configurar una impresión

y

tiene relación con la elección de los parámetros de impresión . En ocasiones

relleno , manteniendo los demás parámetros constantes . Luego fueron ensayadas

y

de esta manera se logró obtener la propiedad mecánica de resistencia a la tracción

a la tracción promedio , se obtuvo con un porcentaje de relleno de 100 %

y

fue de 34 , 57 [ MPa ] . INTRODUCCIÓN La impresión 3D

utiliza en todas las áreas del conocimiento para el desarrollo de prototipos , partes

y

piezas . Con el paso de los años , se ha preferido esta técnica de

cualidad , posee grandes ventajas como la variedad de materiales que se utilizan

y

la complejidad de las piezas que se pueden fabricar . A pesar de que

décadas , ha sido recientemente cuando ha aumentado de manera exponencial difusión

y

desarrollo . Esto se debe a los grandes avances que se han observado a nivel

debe a los grandes avances que se han observado a nivel de software , hardware

y

materiales , reduciendo de esta forma los costos de adquisición , que pueden variar

objeto de estudio de los economistas a nivel mundial , quienes han evaluado su mercado

y

han realizado proyecciones en cuanto al crecimiento que tendrá en el futuro . En

una técnica de tecnología de manufactura por adición de capas que produce piezas

y

partes con geometrías complejas mediante la extrusión y deposición de un material

capas que produce piezas y partes con geometrías complejas mediante la extrusión

y

deposición de un material fundido , normalmente ABS o PLA . El material de impresión

de Modelado por Deposición Fundida se pueden controlar las propiedades mecánicas

y

la calidad superficial , variando los parámetros de impresión , por ejemplo : espesor

dirección de la deposición , número de capas superficiales , distancia entre extrusor

y

plataforma , etcétera . A lo largo de los años , investigadores se han

años , investigadores se han encargado de estudiar los parámetros de impresión

y

evaluar su influencia en las propiedades , calidad superficial , entre otros . El

calidad superficial , entre otros . El proceso de fabricación comprende la fusión

y

solidificación de un material , por lo que durante el proceso se generan esfuerzos

Estos esfuerzos están presentes en el material debido al gradiente de temperatura

y

a la contracción que ocurre durante el proceso . Se ha analizado la influencia de

de dos parámetros de impresión en los esfuerzos residuales , la altura de capa

y

la orientación de construcción , llegando a la conclusión de que los esfuerzos

esfuerzos residuales son menores cuando se utiliza una orientación longitudinal ( 0ᵒ )

y

con un espesor de 0 , 25 mm [ 4 ] . Por otra parte ,

, esto se debe a los cambios bruscos de dirección que posee el proceso ,

y

se encuentra principalmente en las zonas aledañas de la superficie exterior . Este

zona no rellena disminuye de 15 , 86 % a 11 , 17 % ,

y

además si se aumenta la temperatura del entorno desde 70 ºC a 75 ºC ,

se logra por medio de la adhesión de material fundido . Esta adhesión es gradual

y

depende del tiempo que se le otorgue al proceso y de la temperatura . Al

. Esta adhesión es gradual y depende del tiempo que se le otorgue al proceso

y

de la temperatura . Al entrar en contacto el filamento fundido con otro semifundido

aportado en crear nuevos materiales de impresión , mezclando ABS con partículas de FE

y

Cu y de esta manera se logra modificar las propiedades mecánicas [ 10 ] .

crear nuevos materiales de impresión , mezclando ABS con partículas de FE y Cu

y

de esta manera se logra modificar las propiedades mecánicas [ 10 ] . En relación a

parámetros de temperatura de extrusión , altura de capa , orientación de impresión

y

ancho del filamento fundido . El parámetro más predominante resultó ser la altura

filamento fundido . El parámetro más predominante resultó ser la altura de capa

y

la orientación de la superficie de la pieza . El acabado superficial mejora notablemente

. El acabado superficial mejora notablemente con alturas de capas más pequeñas

y

la menor rugosidad se observó con piezas impresas a 70º ( ver Figura 1 )

piezas [ 12 ] , se estudiaron cuatro diferentes orientaciones 0º , 45º , 90º

y

+45º / – 45º ( ver Figura 2 ) . La resistencia máxima a la

se ha logrado caracterizar las propiedades mecánicas de probetas impresas en ABS

y

PLA , variando los parámetros de altura de capa y orientación de la probeta (

de probetas impresas en ABS y PLA , variando los parámetros de altura de capa

y

orientación de la probeta ( manteniendo los otros parámetros constantes con un

la que resultó poseer la mayor resistencia mecánica en el ensayo de tracción ,

y

la altura de capa de 0 , 2 fue la que otorgó a las probetas

a la tracción promedio , la desviación estándar de cada lote de cinco muestras

y

, finalmente , el módulo de elasticidad promedio de cada lote . Con los

precisión durante el transcurso de este . Por ejemplo , distancia entre el extrusor

y

la plataforma , alineación de los cabezales , nivelación de la plataforma , temperatura

estos parámetros puede provocar que la fabricación sea distinta entre una probeta

y

otra , como también que la fabricación sea distinta entre dos o más probetas que

de impresión , para luego restarle el tiempo de calentamiento de los extrusores

y

plataforma . Los resultados se pueden observar en el Gráfico 3 . Se observa un fenómeno

al aumentar el porcentaje de relleno , aumenta la cantidad de material a aportar

y

, por lo tanto , los movimientos que realiza la máquina . En cambio , para una impresión

razón ocurría este fenómeno , para lo cual se observó el proceso de impresión

y

se logró detectar que la impresión con 100 % de relleno no sigue la misma

la impresora imprime de manera lineal con capas alternadas orientadas en el eje X

y

otra en el eje Y . Al imprimir de esa forma , la cantidad de

cantidad de movimientos que realiza son menores que cuando imprime de manera hexagonal ,

y

esto se traduce en un menor tiempo de impresión . CONCLUSIONES La impresión

CONCLUSIONES La impresión 3D es una tecnología que está en constante crecimiento

y

, por lo tanto , es necesario avanzar en materia de investigación , con el fin de

necesario avanzar en materia de investigación , con el fin de conocer sus capacidades

y

también sus dificultades , para así poder mejorar el proceso . Este estudio permitió

fabricados por medio del proceso de FDM , se consigue con 100 % de relleno

y

es de 34 , 57 ( MPa ) . Además , se identificó que las

Queda para futuros estudios analizar si este fenómeno ocurre en todos los modelos

y

marcas de impresoras , o solo en esta en particular . AGRADECIMIENTOS Este

deformable . Como contexto de investigación se considera el problema del corredor

y

se investigan las concepciones sobre la fuerza de fricción a partir de los diagramas

los diagramas elaborados en la resolución del problema . Para ello , se utilizan

y

adaptan algunas herramientas teóricas del Enfoque Ontosemiótico de la Cognición

dificultades para emplear la condición de maximización de la fuerza de fricción

y

para asignar un sentido adecuado a dicha fuerza . Así mismo , se muestra la

Cuerpo deformable , fuerza de fricción , diagramas , configuración epistémica

y

cognitiva , proceso de idealización . INTRODUCCIÓN La noción de fuerza fricción

Algunos investigadores se han enfocado en el tratamiento que realizan los libros textos

y

su influencia en el aprendizaje [ 1 , 6 ] , otros han estudiado las

en el aprendizaje [ 1 , 6 ] , otros han estudiado las ideas previas

y

el razonamiento de los estudiantes [ 7 , 21 , 23 ] y otros han

ideas previas y el razonamiento de los estudiantes [ 7 , 21 , 23 ]

y

otros han sugerido que la discusión grupal podría ayudar a clarificar las preconcepciones

dificultades que tienen los alumnos para el aprendizaje de la fuerza de fricción

y

ponen de manifiesto la relevancia de investigar los procesos de enseñanza y aprendizaje

fricción y ponen de manifiesto la relevancia de investigar los procesos de enseñanza

y

aprendizaje sobre dicha fuerza . La complejidad de la actividad físico - matemática

complejidad de la actividad físico - matemática ( en términos de prácticas , contenidos

y

procesos , tanto físicos como matemáticos ) que realiza un grupo de estudiantes

fricción ya que permite tanto ( 1 ) explicar mejor las causas de los errores

y

dificultades en el aprendizaje de los alumnos , como ( 2 ) sugerir recomendaciones

supuesto de que la fuerza de fricción posee dos componentes indisociables , uno físico

y

otro matemático , que son esenciales para la comprensión adecuada de los fenómenos

fricción ” . La importancia del componente matemático nos ha llevado a utilizar

y

adaptar un marco teórico y metodológico que provienen de la Didáctica de la Matemática

del componente matemático nos ha llevado a utilizar y adaptar un marco teórico

y

metodológico que provienen de la Didáctica de la Matemática , el Enfoque Ontosemiótico

EOS , en adelante ) [ 11 ] . Este enfoque se está desarrollando

y

utilizando principalmente como referente teórico para la investigación en educación

principalmente como referente teórico para la investigación en educación matemática

y

, recientemente , algunos investigadores lo han aplicado a la investigación de los

investigadores lo han aplicado a la investigación de los procesos de enseñanza

y

aprendizaje de la Física [ 2 , 8 , 17 ] . En esta

prácticas físico - matemáticas , configuraciones epistémicas de objetos primarios

y

procesos activados en dichas prácticas . El término diagrama [ 27 ] es empleado

EOS , éstos pueden ser de tipo institucional si son construidos por un experto (

y

se corresponden con el llamado diagrama de cuerpo libre ) o personal si son construidos

se presenta una revisión bibliográfica de la investigación sobre la enseñanza

y

aprendizaje de la fuerza de fricción . En la tercera , se presenta el objetivo de

investigación , mientras que en la cuarta se describe la metodología utilizada

y

se explican algunos elementos teóricos provenientes del EOS , que se han utilizado

problema del corredor , en particular las nociones de configuración , epistémica

y

cognitiva , de objetos primarios . En la quinta sección se analizan y clasifican

epistémica y cognitiva , de objetos primarios . En la quinta sección se analizan

y

clasifican las respuestas de los participantes −se realiza una primera clasificación

que se mueve sobre una superficie de apoyo , así como variantes de ésta ,

y

advierten de las dificultades que genera este tipo de diagramas para la comprensión

situación macroscópica que ya está presente en los trabajos de Leonardo da Vinci

y

en el de los físicos Guillaume Amontons y Charles Augustin Coulomb [ 18 ] .

en los trabajos de Leonardo da Vinci y en el de los físicos Guillaume Amontons

y

Charles Augustin Coulomb [ 18 ] . Estos autores señalan , además , que lo

se sabe actualmente sobre la fricción no se ha incorporado en los libros de texto

y

que , por otra parte , estos no tienen en cuenta las ideas previas de los estudiantes

dificultades para identificar el punto de aplicación de la fuerza de rozamiento

y

tienen cierta confusión acerca de cuál es el cuerpo que ejerce la fuerza , no

fuerza , no especifican el sistema de referencia cuando describen algún movimiento

y

no están habituados además al empleo de la tercera ley de Newton cuando consideran

importante la fórmula de la fuerza de rozamiento estático que la segunda ley de Newton ,

y

no encuentran dificultad en negar el cumplimiento de ésta con tal de salvar aquélla

estudiantes universitarios sobre la fuerza de rozamiento en el movimiento circular ,

y

se señala la contradicción que hay entre la interpretación correcta ( dirigida

tendencia del movimiento , en el sentido de proceso , desarrollo o propensión )

y

la de muchos estudiantes que consideran que la fuerza de rozamiento siempre está

no son prototípicas donde se presenta la fuerza de rozamiento , en [ 14 ]

y

[ 21 ] reportan que muchos alumnos argumentan que la acción o resistencia de un

los estudiantes cuando se enfrentan a situaciones de rozamiento estático [ 23 ] ,

y

se han formulado además propuestas didácticas para la enseñanza de la fuerza de

aplicación del concepto de fuerza de rozamiento al análisis de fenómenos reales [ 21 ]

y

presentar a los estudiantes secuencias didácticas a través de experimentos en distintas

los textos describen leyes empíricas para la fuerza de rozamiento entre sólidos

y

clasifican la fuerza de rozamiento en dos tipos : en estática fe , entre superficies

de rozamiento en dos tipos : en estática fe , entre superficies en reposo ,

y

cinética fc , entre superficies en movimiento relativo . Con relación al sentido

. Las fuerzas de rozamiento se oponen automáticamente a este movimiento relativo

y

nunca contribuyen a él . Un ejemplo de los libros de textos analizados por

la fuerza de rozamiento : ( 1 ) es casi independiente del área de contacto

y

( 2 ) es proporcional a la magnitud de la fuerza normal ( esta última

( esta última es debida a las propiedades elásticas de los cuerpos en contacto

y

, por lo general , es igual al peso del cuerpo o a alguna de sus componentes

Por otra parte , el cociente entre la magnitud de la fuerza máxima de rozamiento estática

y

la magnitud de la fuerza normal se llama coeficiente de rozamiento estático µe

normal se llama coeficiente de rozamiento estático µe de las superficies implicadas

y

se establece que fe ≤ µeN , donde el signo de igualdad se obtiene cuando

cinética fc entre superficies secas no lubricadas también cumple con las mismas leyes

y

es independiente de la velocidad relativa entre los cuerpos . La relación entre

los cuerpos . La relación entre la magnitud de la fuerza de rozamiento cinético

y

la magnitud de la fuerza normal se llama coeficiente de rozamiento cinético µc

y

se establece que fc = µcN . En general , los valores de estos coeficientes dependen

valores de estos coeficientes dependen del material de las superficies en contacto

y

se tiene que µe >µc , por lo que la máxima fuerza de rozamiento estática

OBETIVO DE LA INVESTIGACIÓN En las explicaciones de un profesor en su clase

y

en los textos de Física , se emplean comúnmente representaciones visuales , modelos

actividad físico - matemática donde se usan conceptos , propiedades , procedimientos

y

argumentos , y se ponen en juego procesos diversos , entre otros los de significación

matemática donde se usan conceptos , propiedades , procedimientos y argumentos ,

y

se ponen en juego procesos diversos , entre otros los de significación y visualización

argumentos , y se ponen en juego procesos diversos , entre otros los de significación

y

visualización . Si se utiliza la metáfora del iceberg , la producción ostensiva

actividad físico - matemática ( caracterizada en términos de prácticas , contenidos

y

procesos , tanto físicos como matemáticos ) realizada para resolver un problema

matemáticos ) realizada para resolver un problema en el que se presentan fenómenos reales

y

en cuya solución los diagramas , en los que interviene la fuerza de rozamiento ,

dos conceptualizaciones [ 3 ] , como fuerza de reacción donde juega un rol motriz

y

como fuerza que se opone al movimiento , donde juega un papel resistivo . Los

con el propósito de resolver el problema propuesto , en términos de prácticas ,

y

configuraciones epistémicas y cognitivas de objetos primarios , así como de procesos

problema propuesto , en términos de prácticas , y configuraciones epistémicas

y

cognitivas de objetos primarios , así como de procesos activados en dichas prácticas

que nos interesa , la tarea es de física ( el problema del corredor )

y

, por tanto , la secuencia de acciones está sujeta a reglas físico - matemáticas

práctica que permite resolver el problema propuesto , el alumno necesita interpretar

y

realizar ciertas representaciones , las cuales son la parte ostensiva de una serie

, las cuales son la parte ostensiva de una serie de definiciones , proposiciones

y

procedimientos que intervienen en la elaboración de argumentos que permiten la solución

desencadena la práctica ( definiciones , proposiciones , procedimientos , representaciones

y

argumentos utilizados ) se le llama configuración de objetos primarios . Se distingue

se trata de la configuración que realizaría un experto ( perspectiva institucional )

y

configuraciones cognitivas cuando se trata de las que realiza cada alumno ( perspectiva

argumento , un proceso de argumentación , etc . Por tanto , además de prácticas

y

configuraciones , conviene tener en cuenta , para analizar la actividad físico -

, en la física escolar , se puede distinguir entre práctica , objetos primarios

y

procesos si consideramos a la actividad involucrada en la tarea de calcular la velocidad

y

la aceleración de un cuerpo que tiene En dicha tarea , los estudiantes llevan a

una secuencia de acciones ( práctica ) tales como ( 1 ) la lectura del enunciado

y

( 2 ) el cálculo de la primera y segunda derivada mediante la regla de la

( 1 ) la lectura del enunciado y ( 2 ) el cálculo de la primera

y

segunda derivada mediante la regla de la cadena para derivar funciones compuestas

problema del corredor : respuestas correctas , parcialmente correctas e incorrectas )

y

cualitativas ( tipo de solución del problema propuesto ) . En el estudio cualitativo

- 20 ] , que permite describir sistemáticamente las configuraciones epistémicas

y

cognitivas ( situación - problema , representaciones , conceptos , propiedades ,

situación - problema , representaciones , conceptos , propiedades , procedimientos

y

argumentos ) que intervienen en las prácticas que permiten la solución de la tarea

referencia ( solución experta ) , después la configuración cognitiva de los alumnos

y

por último se hacen comparaciones entre ambas . La metodología empleada tomó

que en el EOS se designan como el foco , el fin , la generalizabilidad

y

el nivel de la investigación . El foco fue epistémico ( configuraciones epistémicas

nivel de la investigación . El foco fue epistémico ( configuraciones epistémicas )

y

también cognitivo ( configuraciones cognitivas ) . El fin estuvo relacionado a la

contexto del corredor . Participantes Los participantes fueron 71 alumnos de entre 19

y

20 años de edad que cursaban el tercer semestre en la Facultad de Ciencias Químicas

al texto la Figura 1 , la cual muestra posiciones diferentes del corredor A , B

y

C , así como comentarios sobre ellas . La modificación del problema original fue

bloques . En el primer bloque se investiga el sentido de la fuerza de rozamiento

y

la resolución del problema , preguntas 1 y 16 respectivamente . El segundo ( preguntas

el sentido de la fuerza de rozamiento y la resolución del problema , preguntas 1

y

16 respectivamente . El segundo ( preguntas 2 a 4 ) indaga las fuerzas que actúan

) indaga las fuerzas que actúan cuando el corredor se encuentra en A , B

y

C . El tercero ( preguntas 5 a 7 ) averigua el efecto de la fuerza

7 ) averigua el efecto de la fuerza de fricción en el movimiento del corredor

y

la representación de las fuerzas en las posiciones A y C del corredor en la Figura

el movimiento del corredor y la representación de las fuerzas en las posiciones A

y

C del corredor en la Figura 1 . El cuarto ( preguntas 17 ) indaga la primera

empleo de un marco de referencia . En el quinto ( preguntas 8 , 9

y

15 ) se investiga la segunda ley de Newton mediante la condición de aceleración

mediante la condición de aceleración máxima . Mediante el sexto ( preguntas 12 , 13

y

14 ) se investiga la tercera ley de Newton al considerar la fuerza de fricción como

la tercera ley de Newton al considerar la fuerza de fricción como fuerza de reacción .

Y

con el último bloque ( preguntas 10 y 11 ) se investiga la consideración de

de fricción como fuerza de reacción . Y con el último bloque ( preguntas 10

y

11 ) se investiga la consideración de la propiedad P4 ( Tabla 1 ) mediante

consideración de la propiedad P4 ( Tabla 1 ) mediante la condición de resbalamiento

y

del valor máximo de la fuerza de fricción estática . Práctica , configuración

máximo de la fuerza de fricción estática . Práctica , configuración epistémica

y

procesos Para resolver la tarea el experto debe realizar una práctica físico -

práctica físico - matemática que consiste en la lectura del texto de la tarea

y

en la producción de un texto con las respuestas a las distintas cuestiones planteadas

producción de un texto con las respuestas a las distintas cuestiones planteadas ,

y

que será el resultado de una serie de acciones sujetas a reglas físico - matemáticas

movimiento pueda ser modelado como la combinación de un movimiento de traslación

y

otro de rotación . El resolutor experto realiza un tratamiento del problema similar

experto modela al corredor como una partícula situada en el contacto con la pista

y

representa mediante un diagrama , desde la perspectiva de un marco de referencia

un marco de referencia en reposo , a tres fuerzas ( peso , fuerza normal

y

rozamiento ) actuando sobre dicha partícula . En la Tabla 1 se presenta la configuración

que proponen [ 12 ] : a ) Comunicación de la forma , sus componentes

y

estructura , de objetos espaciales , o bien de objetos imaginados ( pensados o ideales

, de objetos espaciales , o bien de objetos imaginados ( pensados o ideales )

y

b ) Comunicación de la posición relativa de objetos en el espacio . En efecto

La tarea comunica información visual . Se explicitan los componentes ( corredor

y

suelo ) , forma ( pista plana ) , se sugiere movimiento ( mediante el

, se sugiere movimiento ( mediante el dibujo de varias posiciones del corredor )

y

se espera que el alumno realice un proceso de idealización y entienda que el corredor

posiciones del corredor ) y se espera que el alumno realice un proceso de idealización

y

entienda que el corredor se puede considerar como un punto ( objeto ideal ) .

posición relativa de objetos en el espacio ( por ejemplo , el corredor está arriba

y

el suelo abajo ) . Para resolver el problema , el alumno debe especificar un

, la mayoría de los conceptos , procedimientos , representaciones , propiedades

y

argumentos de esta configuración epistémica también se pueden considerar como

preguntas del cuestionario . Según el bloque 2 , las preguntas 2 , 3

y

4 , el 59 % , 39 % y 42 % de los estudiantes respectivamente

, las preguntas 2 , 3 y 4 , el 59 % , 39 %

y

42 % de los estudiantes respectivamente señalaron correctamente a las fuerzas presentes

respectivamente señalaron correctamente a las fuerzas presentes en las posiciones A , B

y

C del corredor ( Figura 1 ) . Sin embargo , en el bloque 1

( Figura 1 ) . Sin embargo , en el bloque 1 , preguntas 1

y

16 , el 17 % de los alumnos representó correctamente el sentido de la fuerza

de los alumnos representó correctamente el sentido de la fuerza de fricción en B

y

C , el resto lo dibujó en sentido opuesto al movimiento del corredor .

preguntas 6 el 46 % representó adecuadamente a las fuerzas en la posición A ,

y

la pregunta 7 verificó el resultado de las preguntas 1 y 16 . En

la posición A , y la pregunta 7 verificó el resultado de las preguntas 1

y

16 . En el bloque 4 , pregunta 17 , sólo el 52 %

pocos los estudiantes que consideraron la segunda ley de Newton . En las preguntas 8

y

15 , cerca del 30 % señaló una relación entre el empuje y el incremento

preguntas 8 y 15 , cerca del 30 % señaló una relación entre el empuje

y

el incremento de la aceleración , el resto sugirió que una fuerza de empuje constante

aceleración máxima . En relación con el bloque 6 , las respuestas a las preguntas 12

y

13 muestran que aproximadamente el 60 % de los estudiantes consideró necesario emplear

fuerza de reacción al empuje . Los resultados de los bloques 1 , 5

y

6 nos sugieren que un porcentaje relevante de los alumnos investigados considera

fuerza de rozamiento , como aquella que dificulta el movimiento de los cuerpos ,

y

no como fuerza de reacción , pues muchos consideran a dicha fuerza de magnitud constante

fuerza de reacción , pues muchos consideran a dicha fuerza de magnitud constante

y

de sentido opuesto el movimiento del cuerpo del corredor . Se trata de un

pregunta 10 señalan que el 38 % sugirió correctamente la condición de resbalamiento

y

en la pregunta 11 el 63 % identificó la relación entre la fuerza de fricción

y

el peso del corredor . Las cifras anteriores nos muestran la manera en que

de los estudiantes fueron clasificadas en cuatro grupos : ( 1 ) los que idealizan

y

resuelven correctamente , ( 2 ) los que idealizan y no resuelven correctamente ,

1 ) los que idealizan y resuelven correctamente , ( 2 ) los que idealizan

y

no resuelven correctamente , ( 3 ) los que no idealizan y resuelven correctamente

los que idealizan y no resuelven correctamente , ( 3 ) los que no idealizan

y

resuelven correctamente y ( 4 ) los que no idealizan y no resuelven correctamente

no resuelven correctamente , ( 3 ) los que no idealizan y resuelven correctamente

y

( 4 ) los que no idealizan y no resuelven correctamente , Figura 3 .

los que no idealizan y resuelven correctamente y ( 4 ) los que no idealizan

y

no resuelven correctamente , Figura 3 . El problema sólo fue resuelto correctamente

clasificación , a continuación se presentan los casos de los alumnos Luis , Elvira

y

Alberto para describir dos aspectos relacionados con la fuerza de fricción donde

estudiantes tuvieron más dificultades : ( i ) el sentido de la fuerza de rozamiento

y

( ii ) la maximización de la aceleración del corredor . En ambos casos se

preguntas 1 - 4 del cuestionario , los estudiantes asignaron correctamente la dirección

y

el sentido a la fuerza normal y al peso del corredor , pero no sucedió

estudiantes asignaron correctamente la dirección y el sentido a la fuerza normal

y

al peso del corredor , pero no sucedió lo mismo con el sentido de la

de idealización pero que no resuelve correctamente la tarea , el caso de Luis ;

y

el segundo que sí realiza el proceso de idealización y resuelve la tarea de manera

, el caso de Luis ; y el segundo que sí realiza el proceso de idealización

y

resuelve la tarea de manera adecuada , el caso de Elvira . El caso

alumno interpreta la fuerza de rozamiento como aquella que se opone al movimiento

y

toma en cuenta cuatro fuerzas : el peso , la fuerza normal , el empuje

cuenta cuatro fuerzas : el peso , la fuerza normal , el empuje del corredor

y

el rozamiento ( de sentido incorrecto ) . Así mismo , realiza una representación

haber idealizado , pues primero hace un proceso de esquematización del corredor

y

después un proceso de idealización que le lleva a “ concentrar ” al corredor

incorrecta de este alumno . En su representación diagramática ( parte central

y

derecha de la Figura 4 ) puede notarse que las fuerzas presentes en la situación

notarse que las fuerzas presentes en la situación son representadas mediante flechas (

y

letras que las acompañan ) . En ella , se pueden observar dos aspectos importantes

parte del alumno ( dibuja la fuerza de rozamiento opuesta al movimiento del corredor

y

cuatro fuerzas actuando sobre él ) , también emplea de manera inadecuada P2 al

atribuir la aceleración del corredor a la acción directa de la fuerza de empuje

y

no a la fuerza de rozamiento . Así mismo no emplea P3 y P4

empuje y no a la fuerza de rozamiento . Así mismo no emplea P3

y

P4 , ya que no considera la fuerza de rozamiento como reacción al empuje que

considera la fuerza de rozamiento como reacción al empuje que impulsa al corredor

y

no expresa la condición de resbalamiento . Finalmente , estos aspectos lo conducen

en el punto que representa el punto de contacto del pie con la pista )

y

no se equivoca al asignar el sentido a la fuerza de rozamiento . Se puede

“ E – F ” se refiere a que ambas fuerzas son iguales en magnitud

y

que no necesariamente está considerando que sean fuerzas vectoriales que se cancelen

describe el caso del alumno Alberto , el cual no realiza el proceso de idealización

y

no resuelve correctamente el problema . El caso de Alberto Alberto también pertenece

corredor se mantenía constante durante el movimiento ( pregunta 8 , Figura 2 ) ,

y

también al 63 % que señalaron la relación entre la fuerza de fricción y el

, y también al 63 % que señalaron la relación entre la fuerza de fricción

y

el peso del corredor , pregunta 11 . Por cuestiones de espacio se presenta su

( Figura 6 ) puede notarse la representación de algunas fuerzas mediante flechas

y

símbolos que las acompañan ( la fuerza normal N , el peso del corredor Fg

y

rozamiento FFric ) , sin embargo , en lugar de representar la fuerza de empuje

erróneo a la fuerza de fricción al suponerla contraria al movimiento del corredor

y

como aquella que dificulta su movimiento ( como en el caso del estudiante Alberto

cual utilizó para representar que la fuerza normal cancela al peso del corredor ,

y

concluir que el movimiento se lleva a cabo de manera horizontal al dibujar el eje

que la representación del corredor como un bloque tiene relación con el sentido

y

la magnitud constante que el estudiante atribuye a la fuerza de rozamiento . Esto

rozamiento como una fuerza que dificulta el movimiento del corredor ( sentido opuesto )

y

también el papel que juega en la expresión de la máxima aceleración “ A ”

que acelera al corredor como la resultante de la suma de la fuerza de empuje

y

la fuerza de rozamiento ( ambas constantes ) podría explicar también por qué el

corredor obtenga aceleración máxima . Dicha condición señala que la fuerza de empuje

y

la de fricción se incrementan y se cancelan mutuamente durante el movimiento hasta

Dicha condición señala que la fuerza de empuje y la de fricción se incrementan

y

se cancelan mutuamente durante el movimiento hasta que la fuerza de fricción es

cual , sólo algunos estudiantes señalaron una relación entre la fuerza de empuje

y

la aceleración . Cabe destacar que la mayoría de los estudiantes no sugirió una

mayoría de los estudiantes no sugirió una relación entre la fuerza de fricción

y

la velocidad . Una de las causas de sus conjeturas erróneas sobre ( 1 )

. Una de las causas de sus conjeturas erróneas sobre ( 1 ) el sentido

y

( 2 ) el incremento de la magnitud de la fuerza de rozamiento estática hasta

considerar ( a ) que la fuerza de rozamiento obstaculiza el movimiento del corredor

y

a ( b ) atribuir al corredor un movimiento con aceleración constante . Este resultado

aceleración constante . Este resultado es concordante con las investigaciones de [ 1 ]

y

[ 6 ] que señalan las dificultades que fomentan los libros de texto que utilizan

idealización , que lleva en un primer momento a representar al corredor de manera icónica

y

después como un punto al cual se le atribuye la masa del corredor y sobre

icónica y después como un punto al cual se le atribuye la masa del corredor

y

sobre el cual se aplican todas las fuerzas . Según los resultados del cuestionario

le asigna un sentido adecuado ) . El papel relevante de este proceso por una parte

y

el uso de representaciones prototípicas en forma de bloque en muchos libros , por

fuerza de rozamiento . También el hecho de idealizar a los cuerpos como bloques

y

no como partículas podría ser una explicación de los análisis de [ 5 ] ,

Newton o de la ley empírica de fricción ( P4 en la Tabla 1 , Tabla 2

y

Tabla 3 ) en la solución de la tarea del corredor , y en general de

Tabla 2 y Tabla 3 ) en la solución de la tarea del corredor ,

y

en general de cualquier otra tarea en el contexto de la mecánica , es lo que

podría explicar que los alumnos no terminen de dar sentido a la solución del problema

y

tengan dificultades para explicar su respuesta . Dichas dificultades se observan

8 - 15 del cuestionario . Por último , con base en las observaciones anteriores

y

con el hecho de que la mayoría de los autores de los libros de texto

? 8 ) ¿ Cuál es la relación entre la fuerza de empuje

y

la aceleración del corredor ? 9 ) ¿ Qué condición se debe cumplir para

? 11 ) ¿ Cuál es la relación entre la fuerza de fricción

y

el peso del corredor ? 12 ) ¿ Tiene sentido hablar de fuerza de

de empuje del corredor ? 14 ) ¿ Qué relación hay entre la fricción

y

la fuerza de reacción a la fuerza de empuje ? 15 ) ¿

¿ La fuerza de empuje del corredor se mantiene constante en A , B

y

C ? 1 ) Elabore un dibujo de las fuerzas que actúan sobre el

dibujo de las fuerzas que actúan sobre el corredor en las posiciones A , B

y

C de la Figura 1 . 2 ) ¿ Qué fuerzas actúan sobre el corredor

compresión en caliente que se efectuaron a temperaturas que oscilaron entre 1150 °C

y

900 °C a incrementos de 50 °C , y en un intervalo de velocidades de

temperaturas que oscilaron entre 1150 °C y 900 °C a incrementos de 50 °C ,

y

en un intervalo de velocidades de deformación que varió entre 10−4 y 10 s−1

50 °C , y en un intervalo de velocidades de deformación que varió entre 10−4

y

10 s−1 . Se ha podido comprobar que el modelo de RNA , desarrollado en

de RNA , desarrollado en el presente trabajo , es capaz de predecir con exactitud

y

eficiencia el comportamiento de fluencia en caliente del acero estudiado y existe

exactitud y eficiencia el comportamiento de fluencia en caliente del acero estudiado

y

existe un buen acuerdo entre los resultados experimentales y los resultados de la

del acero estudiado y existe un buen acuerdo entre los resultados experimentales

y

los resultados de la RNA . Para analizar la conformabilidad del acero microaleado

mapas revela los diferentes dominios de la fluencia plástica del acero estudiado

y

muestra la gran similitud entre los resultados experimentales y los resultados teóricos

del acero estudiado y muestra la gran similitud entre los resultados experimentales

y

los resultados teóricos , por lo que el uso de la RNA puede constituir una

el uso de la RNA puede constituir una alternativa muy interesante para el diseño

y

el estudio de los procesos de conformado en caliente . 1 . INTRODUCCIÓN La crisis

los procesos de conformado en caliente . 1 . INTRODUCCIÓN La crisis económica

y

la necesidad de un desarrollo sostenible han obligado a la industria de automoción

aceros con el objetivo de reducir el peso de los automóviles ( ahorro en combustible

y

menor emisión de CO2 ) y aumentar su resistencia al impacto ( más seguridad en

el peso de los automóviles ( ahorro en combustible y menor emisión de CO2 )

y

aumentar su resistencia al impacto ( más seguridad en el vehículo y menos daños

de CO2 ) y aumentar su resistencia al impacto ( más seguridad en el vehículo

y

menos daños corporales ) . En este sentido , los aceros microaleados han sido ampliamente

corporales ) . En este sentido , los aceros microaleados han sido ampliamente estudiados

y

utilizados en la industria , y su importancia estriba en el hecho de no necesitar

aceros microaleados han sido ampliamente estudiados y utilizados en la industria ,

y

su importancia estriba en el hecho de no necesitar tratamientos térmicos una vez

la pieza . Esto supone un ahorro económico muy interesante en costes de energía

y

tiempo ( Naylor , 1998 ; Kaynar et al . , 2013 ; Hui et

, 2015 ) . Para poder optimizar las propiedades mecánicas de este tipo de aceros

y

fabricar piezas de alta precisión dimensional , los parámetros de control del proceso

de fluencia del material está notablemente influenciado por factores mecánicos

y

microestructurales ( Da Silva et al . , 2006 ) . La influencia de estos

inestabilidad plástica , endurecimiento por deformación , restauración dinámica

y

recristalización dinámica , etc . Por ello , para controlar las propiedades mecánicas

recristalización dinámica , etc . Por ello , para controlar las propiedades mecánicas finales

y

obtener una mejor precisión dimensional en el producto conformado es imprescindible

et al . , 2015 ) . La complejidad microestructural de este tipo de aceros

y

la no linealidad de su comportamiento de fluencia hacen difícil y complejo el desarrollo

tipo de aceros y la no linealidad de su comportamiento de fluencia hacen difícil

y

complejo el desarrollo de una ecuación constitutiva capaz de predecir con exactitud

métodos de regresión para ajustar modelos existentes a los datos experimentales

y

así obtener los parámetros de la ecuación constitutiva . Pero , cuando se añaden

cuando se añaden nuevos datos , la mayoría de los parámetros ya calculados cambian

y

habrá que volver a reajustar el modelo para obtener nuevos parámetros . En consecuencia

para obtener nuevos parámetros . En consecuencia , esta vía puede ser muy lenta

y

puede reducir considerablemente la exactitud de los resultados obtenidos . Por el contrario

Neuronales Artificiales ( RNA ) no requieren una forma específica de ecuaciones

y

no necesitan tener en cuenta los mecanismos de deformación , sólo requieren datos

tener en cuenta los mecanismos de deformación , sólo requieren datos suficientes

y

significativos de entrada / salida . La capacidad de los modelos RNA para la descripción

capacidad de los modelos RNA para la descripción de los comportamientos no lineales

y

la interacción entre los diferentes mecanismos de deformación ha sido ampliamente

variables externamente controlables ( deformación ( ε ) , velocidad de deformación ( )

y

temperatura ( T ) de la pieza conformada ) y de las características de fluencia

velocidad de deformación ( ) y temperatura ( T ) de la pieza conformada )

y

de las características de fluencia inherentes al material . Hoy en día , el modelo

de materiales ( DMM ) se ha convertido en un método muy prometedor para analizar

y

optimizar la conformabilidad de una amplia gama de materiales ( Al Omar , 1996 ;

grandes deformaciones , usando los conceptos de modelización de los sistemas físicos

y

los principios de la termodinámica irreversible que describen la estabilidad y la

físicos y los principios de la termodinámica irreversible que describen la estabilidad

y

la auto - organización de los sistemas caóticos ( Ziegler , 1963 ; Prigogine ,

impuesto por las variables del proceso de conformado ( velocidad de deformación

y

temperatura ) , es no lineal y provoca cambios irreversibles en la microestructura

proceso de conformado ( velocidad de deformación y temperatura ) , es no lineal

y

provoca cambios irreversibles en la microestructura que pueden ser beneficiosos (

intrínseca del material conformado mediante la reconstitución de la microestructura

y

afino de grano . Para evaluar la conformabilidad de los materiales metálicos , durante

de la superposición de dos tipos de mapas : un mapa de disipación de energía

y

un mapa de inestabilidad plástica , los dos desarrollados en base al DMM . El

velocidad de deformación . La variación del parámetro η , con la temperatura

y

con la velocidad de deformación , constituye el mapa de eficiencia de disipación

material conformado . Este mapa ayuda a identificar las zonas óptimas de conformado

y

evitar las regiones consideradas de daño microestructural . Entre los zonas óptimas

zonas óptimas de conformado , el dominio asociado con la DRX es el más eficiente

y

se considera el más indicado para el conformado en caliente ( Raj , 1981 ;

permiten optimizar los parámetros de control de procesos industriales de conformado

y

producir piezas fiables y sin defectos ( Prasad y Sasidhara , 1997 ) . Para

parámetros de control de procesos industriales de conformado y producir piezas fiables

y

sin defectos ( Prasad y Sasidhara , 1997 ) . Para la construcción de los

inestabilidad plástica se evalúa el parámetro inestabilidad plástica ξ ( , T )

y

se representa su variación en función de la temperatura y de la velocidad de deformación

ξ ( , T ) y se representa su variación en función de la temperatura

y

de la velocidad de deformación , a una deformación dada . El parámetro de inestabilidad

microestructural . Estas zonas se caracterizan por valores negativos de ξ ( , T )

y

son a evitar durante los procesos de conformado . En la literatura son pocos los

un proceso de conformado en caliente , aplicando a la vez un modelo de RNA

y

el DMM ( Alcelay et al . , 2014 ; Alcelay , 2015 ) .

de compresión en caliente realizados en el rango de temperaturas 900 – 1150 °C

y

velocidades de deformación =10−4 – 10 s−1 . Por otra parte , construir los

ensayos de compresión uniaxial sobre probetas cilíndricas de 11 , 4 mm de altura

y

7 , 6 mm de radio , en un rango de temperaturas entre 900 °C

y

1150 °C y velocidades de deformación entre 10−4 y 10 s−1 . Para obtener la

mm de radio , en un rango de temperaturas entre 900 °C y 1150 °C

y

velocidades de deformación entre 10−4 y 10 s−1 . Para obtener la misma microestructura

temperaturas entre 900 °C y 1150 °C y velocidades de deformación entre 10−4

y

10 s−1 . Para obtener la misma microestructura inicial en todos los ensayos , las

ensayos , las probetas se precalentaban previamente durante 5 minutos a 1200 °C

y

luego se enfriaban hasta la temperatura de ensayo . Inmediatamente después de acabar

Inmediatamente después de acabar el ensayo , las probetas eran templadas en agua

y

, posteriormente , preparadas para su estudio metalográfico . Una red neuronal es

capas conectadas entre sí : una capa de entrada , una o varias capas ocultas

y

una capa de salida . Las neuronas de la capa de entrada interactúan con el

de procesar estos datos , se envían a la capa oculta que a su vez los procesa

y

envía una respuesta a la capa de salida . La conexión entre las diferentes capas

b ) especificación de los parámetros de entrada / salida ; ( c ) análisis

y

procesamiento de los datos adquiridos ; ( d ) entrenamiento de la RNA ; (

datos adquiridos ; ( d ) entrenamiento de la RNA ; ( e ) validación

y

test de la RNA entrenada y ( f ) evaluación del rendimiento del modelo de

entrenamiento de la RNA ; ( e ) validación y test de la RNA entrenada

y

( f ) evaluación del rendimiento del modelo de RNA . En este estudio ,

. Este modelo se compone de : una capa de entrada , dos capas ocultas

y

una capa de salida ( Fig . 1 ) . La capa de entrada consiste

independientes del proceso de conformado : temperatura ( T ) , deformación ( ε )

y

velocidad de deformación ( ) . La capa de salida consiste en una sola neurona

estudiado . La arquitectura de la red neuronal , así como su entrenamiento , aprendizaje

y

posterior validación se llevaron a cabo con el módulo de redes del programa Matlab

ensayos de compresión uniaxial en caliente a diferentes velocidades de deformación

y

temperaturas . Esta base de datos se ha utilizado para entrenar a la RNA y

y temperaturas . Esta base de datos se ha utilizado para entrenar a la RNA

y

, también , para probar su fiabilidad con datos que no se han utilizado en

entrenamiento . Por tanto , para el entrenamiento se utilizaron 26 curvas de fluencia

y

para el test 16 de dichas curvas . Cabe mencionar que estos datos fueron elegidos

de dichas curvas . Cabe mencionar que estos datos fueron elegidos aleatoriamente

y

que el número de datos de test concuerda con la regla general para verificar el

requiere que tanto los datos de entrada como los de salida estén comprendidos entre 0

y

1 . Por lo tanto , los datos deben ser normalizados antes de introducirlos en la

deben ser normalizados antes de introducirlos en la red . Para la normalización de T

y

de σ se utiliza la siguiente ecuación : donde Z es el valor experimental

se utiliza la siguiente ecuación : donde Z es el valor experimental ( T

y

σ ) y Z ′ es el valor normalizado de Z . Los valores máximos

siguiente ecuación : donde Z es el valor experimental ( T y σ )

y

Z ′ es el valor normalizado de Z . Los valores máximos y mínimos de

σ ) y Z ′ es el valor normalizado de Z . Los valores máximos

y

mínimos de Z ′ se obtienen mediante Zmax y Zmin , respectivamente . Sin embargo

de Z . Los valores máximos y mínimos de Z ′ se obtienen mediante Zmax

y

Zmin , respectivamente . Sin embargo , la ecuación anterior no se puede utilizar

normalización logarítmica a través de la ecuación : siendo el valor experimental ,

y

′ el valor normalizado . La constante 5 se utiliza para que todos los valores

positivos . En cuanto a la deformación , puesto que sus valores se encuentran entre 0

y

1 , no es necesario normalizarlos . El entrenamiento del modelo desarrollado se llevó

el error cuadrático medio entre el valor de salida obtenido por el modelo de RNA

y

el valor real deseado , mediante el método del gradiente decreciente y una función

modelo de RNA y el valor real deseado , mediante el método del gradiente decreciente

y

una función de activación diferenciable . En el presente trabajo , la función

relativo ( AARE ) , la raíz cuadrada del error cuadrado medio ( RMSE )

y

el índice de dispersión ( SI ) ( Zhao et al . , 2014 )

Estos cuatro índices se definen a continuación : donde E es el valor experimental

y

P es el valor obtenido mediante el modelo de RNA ; E y P son

valor experimental y P es el valor obtenido mediante el modelo de RNA ; E

y

P son los valores medios de E y P respectivamente ; N es el número

mediante el modelo de RNA ; E y P son los valores medios de E

y

P respectivamente ; N es el número total de datos empleados en la investigación

aprendizaje BP se basa en un procedimiento iterativo para minimizar los índices RMSE

y

AARE ; después de cada iteración , el valor del parámetro de salida se compara

valores no describen completamente la relación entre los valores experimentales

y

los valores teóricos del modelo ( Ehrman et al . , 2000 ; Phaniraj y

3 recoge los valores estadísticos estándar obtenidos mediante el entrenamiento

y

test del modelo de RNA desarrollado en este trabajo . Según se observa en esta

en esta tabla , existe una excelente concordancia entre los datos experimentales

y

los valores teóricos del modelo ; los porcentajes de error respecto a los experimentales

respecto a los experimentales son inferiores al 5 % , tanto para el RMSE , AARE

y

SI . Además , el coeficiente de correlación lineal R es una buena medida de

una buena medida de la bondad del ajuste lineal entre las variables experimentales

y

teóricas . A la vista de los valores obtenidos para este coeficiente ( muy cercanos

lineal es perfecto . La Fig . 2 muestra la regresión entre los valores experimentales

y

los logrados mediante el modelo de RNA . En esta figura se dibuja una línea

horizontal . Para un ajuste perfecto , todos los puntos deben estar sobre esta línea

y

tal como se puede observar en la figura , los valores obtenidos mediante el modelo

línea de 45° . Los coeficientes de correlación obtenidos para el entrenamiento

y

test de la red son muy cercanos a 1 : 0 , 9993 y 0

entrenamiento y test de la red son muy cercanos a 1 : 0 , 9993

y

0 , 9975 , respectivamente . Estos resultados indican que las predicciones del modelo

Estos resultados indican que las predicciones del modelo de RNA son muy precisas

y

la red ha sido entrenada satisfactoriamente y podría ser aplicada para predecir

del modelo de RNA son muy precisas y la red ha sido entrenada satisfactoriamente

y

podría ser aplicada para predecir el comportamiento de fluencia del acero estudiado

aplicada para predecir el comportamiento de fluencia del acero estudiado . Además ,

y

para garantizar la consistencia y la fiabilidad del rendimiento del modelo de RNA

comportamiento de fluencia del acero estudiado . Además , y para garantizar la consistencia

y

la fiabilidad del rendimiento del modelo de RNA , se ha llevado a cabo un

análisis estadístico del error relativo . El error entre los datos experimentales

y

los datos teóricos del modelo de red se puede calcular a través de la siguiente

distribución del error de predicción del modelo de RNA para el entrenamiento , prueba

y

test se muestra en la Fig . 3 . Esta figura indica que la distribución

la distribución del error relativo de los dos conjuntos de datos ( entrenamiento

y

test ) sigue una distribución típica de Gauss y , además , para más del

conjuntos de datos ( entrenamiento y test ) sigue una distribución típica de Gauss

y

, además , para más del 95 % de los datos del entrenamiento , el

estadístico del error de predicción del modelo de RNA para : ( a ) entrenamiento

y

( b ) test de datos . En la Fig . 4 se muestra

obtenidas con el modelo de RNA desarrollado , a diferentes velocidades de deformación

y

temperaturas . Puede observarse que en general existe una muy buena concordancia

en general existe una muy buena concordancia entre los resultados del modelo de RNA

y

los de los ensayos experimentales , bajo diferentes condiciones de deformación .

satisfactoriamente , en las curvas de fluencia , la tendencia al endurecimiento por deformación

y

al ablandamiento dinámico posterior . Sin embargo , a pesar de esta excelente concordancia

cíclico de la recristalización dinámica , a bajas velocidades de deformación

y

altas temperaturas . Esto se debe a que el modelo de RNA utiliza el método

en este trabajo , se han construido los mapas de procesado en base al DMM

y

usando los valores de la tensión de fluencia predichos por el modelo de RNA .

microestructura disipativa del material , conformado bajo diferentes condiciones de temperatura

y

velocidad de deformación , y la interpretación del mapa de iso - eficiencia se

conformado bajo diferentes condiciones de temperatura y velocidad de deformación ,

y

la interpretación del mapa de iso - eficiencia se basa en el hecho de que

caracterizados por un máximo de eficiencia . El primero , aparece centrado a 1150 °C

y

10 s−1 con una eficiencia máxima de aproximadamente 38 % ; es el dominio de

mediante las curvas de fluencia obtenidas bajo diferentes combinaciones de temperatura

y

velocidad de deformación en este dominio y muestran claramente un ablandamiento

diferentes combinaciones de temperatura y velocidad de deformación en este dominio

y

muestran claramente un ablandamiento continuo con un comportamiento de pico simple

de pico simple . El segundo dominio se produce en la región de bajas temperaturas

y

velocidades de deformación moderadas ( centrado a aproximadamente 900 °C y 0 ,

temperaturas y velocidades de deformación moderadas ( centrado a aproximadamente 900 °C

y

0 , 1 s−1 ) . En este caso de bajas temperaturas y velocidades de

900 °C y 0 , 1 s−1 ) . En este caso de bajas temperaturas

y

velocidades de deformación intermedias es de esperar que actúe la DRV ; las curvas

la DRX como la DRV se consideran mecanismos beneficiosos para la microestructura

y

, en consecuencia , las propiedades mecánicas del material conformado , ya que proporcionan

propiedades mecánicas del material conformado , ya que proporcionan una fluencia estable

y

mejora la conformabilidad del material ( Al Omar , 1996 ; Prasad y Sasidhara ,

inestabilidad plástica ξ ( Ec . ( 2 ) ) con la velocidad de deformación

y

la temperatura para la deformación de ε=0 , 6 . Como se ha mencionado anteriormente

El mapa mostrado en la Fig . 6 no revela ningún tipo de inestabilidad plástica

y

está en total acuerdo con el mapa de iso - eficiencia de disipación de energía

de energía . Como es bien sabido , los dominios estables correspondientes a DRX

y

DRV se caracterizan por altos valores del parámetro ξ y cuanto más grande es el

correspondientes a DRX y DRV se caracterizan por altos valores del parámetro ξ

y

cuanto más grande es el valor positivo de ξ mayor es la estabilidad del comportamiento

y Sasidhara , 1997 ) . Este mapa exhibe un dominio centrado en 1150 °C

y

10 s−1 con un máximo de ξ de aproximadamente 0 , 24 . Este dominio

la DRX de pico simple , observado en el mapa de la Fig . 5

y

situado en la misma posición . El dominio de la DRV se ha detectado en

dominio de la DRV se ha detectado en la zona extendida de moderadas hacia altas

y

T=900 °C , con una valor de ξ=0 , 30 . Este dominio coincide con

con una pequeña diferencia en la posición . Los mapas de las Figs . 5

y

6 ponen de manifiesto el buen acuerdo que existe entre los resultados experimentales

Omar et al . , 1996 ; Al Omar et al . , 1997 )

y

los del modelo de RNA , ya que tanto el mapa de iso - eficiencia

por una capa de entrada de tres neuronas ( deformación , velocidad de deformación

y

temperatura ) , dos capas ocultas con 10 neuronas cada una y una capa de

velocidad de deformación y temperatura ) , dos capas ocultas con 10 neuronas cada una

y

una capa de salida con una neurona ( tensión de fluencia ) . De esta

estudiado como una función implícita de la deformación , velocidad de deformación

y

temperatura . Las curvas de fluencia , obtenidas mediante los ensayos de compresión

resultados obtenidos indican una buena correlación entre los valores experimentales

y

los valores teóricos del modelo de RNA . El análisis de los índices estadísticos

puede considerarse como una herramienta eficiente para caracterizar de manera rápida

y

precisa el comportamiento de fluencia de los aceros microaleados de medio de carbono

constitutiva . Además , se ha podido comprobar que la metodología utilizada es simple

y

general y es adecuada para cualquier material . Por último , con el fin de comprobar

Además , se ha podido comprobar que la metodología utilizada es simple y general

y

es adecuada para cualquier material . Por último , con el fin de comprobar la fiabilidad

Asimismo estos mapas revelan la existencia de un dominio DRX ( centrado a 1150 °C

y

10 s−1 , con un pico de eficiencia del 38 % ) que puede ser

caliente del acero estudiado . Además , muestran un dominio DRV a bajas temperaturas

y

moderada velocidad de deformación . Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren

DPI2013 - 40882 - P . Caracterización de la reacción de oxidación superficial

y

su influencia sobre la absorción de radiación durante el proceso de temple superficial

depositan elevadas expectativas por sus innumerables ventajas en términos de calidad

y

productividad frente al temple por inducción . Su implantación efectiva , no obstante

no obstante , se está viendo lastrada ante la falta de herramientas predictivas fiables

y

flexibles . Existen diversos modelos para el cálculo de temperaturas , aunque pocos

temperaturas , aunque pocos realizan un tratamiento exhaustivo de la oxidación superficial

y

sus importantísimas implicaciones sobre la absorción de radiación láser . Este

simulación de procesos sencillos llevados a cabo en distintas condiciones de potencia

y

velocidad , para el acero 42CrMo4 . Dichas condiciones han sido reproducidas experimentalmente

sido reproducidas experimentalmente , registrando la temperatura máxima superficial

y

el espesor de óxido generado . Ambos resultados han mostrado un elevado grado de

elevado grado de coincidencia con los resultados teóricos , avalando la fiabilidad

y

utilidad del modelo . 1 . INTRODUCCION El temple superficial con láser es

( Ion , 2005 ) . El alcance típico del tratamiento es de entre 1

y

3 mm , y está limitado por la posibilidad de generar ciclos térmicos adecuados

) . El alcance típico del tratamiento es de entre 1 y 3 mm ,

y

está limitado por la posibilidad de generar ciclos térmicos adecuados a partir

servicio requieren alguna de las propiedades mecánicas de la martensita , como dureza

y

resistencia al desgaste , en las zonas externas de los mismos , sin perder la

tratar . Este tipo de especificaciones se encuentran , por ejemplo , en los apoyos

y

muñequillas del cigüeñal de un motor alternativo donde la capa externa debe resistir

elevadas temperaturas que se generan durante el calentamiento , de entre 900 °C

y

1400 °C , aceleran la cinética de la reacción de oxidación entre el hierro y

y 1400 °C , aceleran la cinética de la reacción de oxidación entre el hierro

y

el oxígeno presente en el aire circundante , dando lugar a la formación de una

realista del fenómeno a la hora de configurar cualquier modelo térmico del proceso

y

para la determinación de las transformaciones metalúrgicas producidas como consecuencia

acoplado para considerar simultáneamente la absorción propia del material base

y

la asociada a la oxidación . Por su parte , las investigaciones llevadas a cabo

condiciones alejadas del equilibrio , con parámetros cinéticos , factor de frecuencia

y

energía de activación , dependientes de las condiciones del proceso , y ajustados

frecuencia y energía de activación , dependientes de las condiciones del proceso ,

y

ajustados en base a resultados experimentales específicos . A su vez , la función

calculada por el modelo , así como la comparativa de los espesores de óxidos teóricos

y

experimentales . La coincidencia de ambos resultados ha servido para constatar la

experimentales se han llevado a cabo sobre piezas cilíndricas de 64 mm de diámetro

y

20 mm de ancho , conectadas a un eje de 30 mm de diámetro por

necesario determinar la ley que relaciona el espesor de la película de óxido formada ,

y

, con el tiempo , t . Según Otero - Huerta ( 2012 ) ,

modelización lineal implicaría un crecimiento constante de la película de óxido ,

y

por lo tanto , un aislamiento nulo , lo cual no se corresponde con la estructura

por lo tanto , un aislamiento nulo , lo cual no se corresponde con la estructura porosa

y

agrietada observable en la capa . Por su parte , la modelización asintótica implicaría

aislantes que tampoco se corresponde con la realidad , por su misma naturaleza porosa

y

agrietada . El comportamiento logarítmico tiene lugar en un intervalo de temperaturas

comportamiento logarítmico tiene lugar en un intervalo de temperaturas en torno a 200 °C

y

está asociado a una velocidad de oxidación lenta debido a la baja difusividad iónica

es la constante universal de los gases ideales , ρ es la densidad del óxido

y

T la temperatura . La energía de activación de una reacción química puede definirse

características del temple superficial por láser ( normalmente entre 1000 K s−1

y

4500 K s−1 ) hacen que la energía térmica aportada por el haz láser tienda

indicar dependencia funcional , la irradiancia es representada mediante el término I

y

t significa tiempo . La Ec . ( 3 ) permite obtener un valor

inicio de la reacción de oxidación superficial en función de la distribución

y

geometría del haz láser y de la velocidad del proceso . El factor de frecuencia

oxidación superficial en función de la distribución y geometría del haz láser

y

de la velocidad del proceso . El factor de frecuencia determina la tasa de crecimiento

láser aplicada sobre una región , más favorecida se verá la movilidad atómica

y

por lo tanto más elevado deberá ser el valor del factor de frecuencia . Sin embargo

activación ha podido resultar distinta para haces similares en su región frontal

y

distintos en su parte trasera , y , por lo tanto , que la reacción habrá comenzado

distinta para haces similares en su región frontal y distintos en su parte trasera ,

y

, por lo tanto , que la reacción habrá comenzado a una temperatura diferente (

parámetro resulta de la combinación de efectos electromagnéticos de propagación

y

atenuación de las ondas en un medio conductor , al que se suma la acción

sobre la hipótesis de que el material se encuentra inicialmente libre de óxido

y

que el ángulo de propagación en dicha interfaz se mantiene constante . En el presente

libres de óxido . Esta radiación retenida en la capa se propagará entre ella misma

y

la superficie del material de base a lo largo de múltiples reflexiones con un ángulo

la radiación incidente desde el exterior , absorción inicial , AI ( y ) ,

y

b ) capacidad para mantener en la interfaz la radiación retenida a lo largo de

Nótese que ambos tipos de eficiencia se hacen dependientes del espesor de película

y

. La Ec . ( 5 ) representa matemáticamente la secuencia de retención de radiación

representa matemáticamente la secuencia de retención de radiación en la capa de óxido

y

los sucesivos reflexiones . AT=AI ( y ) . AF ( θ90° ) +RF (

. En la Ec . ( 5 ) los términos AF ( θ90° )

y

RF ( θ90° ) representan la absorción y radiación respectivamente dadas por las

) los términos AF ( θ90° ) y RF ( θ90° ) representan la absorción

y

radiación respectivamente dadas por las conocidas como ecuaciones de Fresnel , para

ecuaciones de Fresnel , para un ángulo de incidencia , θ , aleatorio entre 0°

y

90° . La Ec . ( 5 ) se corresponde con una serie convergente de

AT final en cada situación . v . Los valores de AF ( θ90° )

y

RF ( θ90° ) se calculan de forma sencilla asumiendo que cualquier ángulo entre

θ90° ) se calculan de forma sencilla asumiendo que cualquier ángulo entre 0°

y

90° resulta equiprobable . 2 . 3 . Modelo acoplado temperaturas / oxidación En

temple superficial con láser . El modelo incorpora el cálculo de la capa de óxido

y

la absorción asociada , conforme a los conceptos desarrollados en las secciones

de calor externa , dotada de movimiento . Los términos ρ , Cp ,

y

κ representan respectivamente la densidad , el calor específico y la conductividad

términos ρ , Cp , y κ representan respectivamente la densidad , el calor específico

y

la conductividad térmica del material , todas ellas consideradas dependientes de

de contorno de convección para representar el intercambio de calor entre el aire

y

la superficie caliente de la pieza . κ . ∇T=h ( Tamb - T )

es el coeficiente de película , función de la velocidad relativa entre el aire

y

la pieza . La Ec . ( 9 ) indica el fenómeno de radiación térmica

cada instante , AT ( t ) , en las Ecs . ( 11 )

y

( 12 ) . Q=AT ( t ) . I ( 11 ) El

fuente térmica externa constituye el nexo de unión entre el cálculo de temperaturas

y

el desarrollo de la película de óxido en la superficie del material tratado . La

el acero 42CrMo4 . Posteriormente , se detallarán los ciclos térmicos puntuales

y

la evolución temporal de la película de óxido puntual para tres pruebas especialmente

, por primera vez , los valores típicos del espesor de película de óxido ,

y

su desarrollo dinámico en relación a la evolución temporal de la temperatura superficial

temperatura superficial . 3 . 1 . Caracterización de la energía de activación

y

el factor de frecuencia para el acero 42CrMo4 Los parámetros cinéticos han sido

. ( 1997 ) , Abuluwefa ( 2012 ) , para la energía de activación

y

el factor de frecuencia de reacciones en condiciones próximas al equilibrio , se

, Ec . ( 4 ) , los valores de I ( t ) ,

y

de Ea , han sido ajustados mediante una función polinómica de grado 2 para Ea

Ea , han sido ajustados mediante una función polinómica de grado 2 para Ea ,

y

1 para IMed . En este caso la forma matemática de la función empleada para

menor idea del fenómeno físico que tiene lugar , debido a su mayor complejidad

y

cantidad de variables implicadas . Respecto a los valores de AF ( θ90° ) y RF

complejidad y cantidad de variables implicadas . Respecto a los valores de AF ( θ90° )

y

RF ( θ90° ) se obtienen mediante las ecuaciones de Fresen , asumiendo que la

la probabilidad de que la incidencia se produzca con cualquier ángulo entre 0°

y

90° es la misma . Los valores de la eficiencia de redirección μR ( y

la misma . Los valores de la eficiencia de redirección μR ( y ) ,

y

de la absorción inicial de la película de óxido AI ( y ) , se

empieza a resultar significativo a partir de una capa de óxido de 5 μm ,

y

que la absorción máxima total documentada en un acero 42CroMo4 es próxima al 75

. De forma orientativa , la Tabla 2 muestra el valor medio , ymed ,

y

la desviación típica , σ ( y ) , del espesor de película de óxido

del análisis de impedancia , para pruebas realizadas a velocidades de 200 , 600

y

1000 mm min−1 . Estos resultados proporcionan un orden de magnitud con los que

parámetros cinéticos . Se considerarán distintas condiciones de velocidad de proceso

y

de potencia con el objetivo de caracterizar la oxidación asociada tanto a condiciones

en la Tabla 3 . Se plantea la representación conjunta de la evolución de las temperaturas

y

de la capa de óxido prevista por el modelo . Este formato permite correlacionar

de distintos puntos equiespaciados bajo superficie en un mismo radio cada 0 , 5 mm

y

el desarrollo de la película de óxido . Como corresponde a una prueba realizada

desarrollo de la película de óxido , en concordancia con la baja velocidad del proceso

y

el elevado tiempo de interacción , se obtiene un espesor en torno a los 17

, próximo al valor máximo esperable . Comparando el curso térmico superficial

y

la evolución temporal de la película de óxido , puede apreciarse que el comienzo

parabólico de crecimiento de la capa , que considera cierto carácter aislante ,

y

por lo tanto , desacelerador de la cinética de la reacción cuando el espesor ya

la Fig . 3 , en este caso el tiempo de interacción resulta mucho menor

y

consecuentemente la penetración del tratamiento también lo es . La realimentación

las hipótesis establecidas , habiendo transcurrido el proceso a mayor velocidad ,

y

por lo tanto mediante un proceso de calentamiento más repentino . El mayor valor

temperatura superior a la que comenzó . La Fig . 5 representa los ciclos térmicos

y

el espesor de película obtenidos bajo las condiciones correspondientes a la prueba

elevada , 1000 mm min−1 , da lugar a un tiempo de interacción reducido ,

y

a una penetración pequeña del tratamiento . Otra vez el error relativo referido

térmicos resulta crítica . La capa de óxido calculada es también reducida , tal

y

como se muestra en la misma Fig . 5 , alrededor de unos 5 μm

obteniéndose , no obstante una reducción menor respecto a la prueba 2 , que entre ésta

y

la prueba 1 . En relación a las temperaturas para el comienzo de la oxidación ,

en la superficie . Finalmente , la Fig . 6 muestra la sección transversal pulida

y

atacada correspondiente a las probetas de los tres tests desarrollados en la presente

idea del alcance de la transformación martensítica de cada una de las pruebas ,

y

puede ser utilizada como referencia experimental para comparar con el cálculo de

realimentación de los valores de temperatura , conocidas la velocidad del proceso

y

la distribución energética del haz láser , pueden utilizarse los datos presentados

incorporando la dependencia de los parámetros cinéticos , energía de activación

y

factor de frecuencia , con las condiciones del proceso y del haz láser utilizado

energía de activación y factor de frecuencia , con las condiciones del proceso

y

del haz láser utilizado . Todos estos conceptos se han orientado a su incorporación

conceptos se han orientado a su incorporación en un modelo para calcular la evolución

y

distribución de temperaturas asociadas al proceso , reproduciéndose experimentalmente

temperaturas asociadas al proceso , reproduciéndose experimentalmente las pruebas simuladas

y

comparando la temperatura máxima superficial en la realidad con la predicha por

caracterizan la cinética de la reacción de oxidación , energía de activación

y

factor de frecuencia , con las características del proceso . d ) Se ha planteado

óxido con el valor de absorción superficial , atendiendo a consideraciones teóricas

y

experimentales . e ) Se ha desarrollado y aplicado un modelo acoplado temperaturas

atendiendo a consideraciones teóricas y experimentales . e ) Se ha desarrollado

y

aplicado un modelo acoplado temperaturas / oxidación que ha mostrado capacidad para

de los resultados arrojados por el modelo , relativos a la temperatura superficial

y

al espesor de película de óxido , permiten plantear su aptitud para aplicaciones

inducidos por el proceso . Como posibles mejoras orientadas al perfeccionamiento

y

a la aplicación práctica del modelo cabe destacar : a ) El desarrollo de una

práctica del modelo cabe destacar : a ) El desarrollo de una metodología específica

y

precisa para la determinación del espesor de óxido formado durante el temple superficial

fracciones de fases metalúrgicas producidas tanto durante las fases de calentamiento

y

enfriamiento durante el temple superficial con láser , utilizando parámetros típicos

c ) Profundizar en la comprensión de los fenómenos subyacentes a las tendencias

y

funciones asignadas para los parámetros cinéticos , energía de activación y factor

tendencias y funciones asignadas para los parámetros cinéticos , energía de activación

y

factor de frecuencia , en función de las condiciones del proceso . d ) Utilizar

requerimientos demandados a las piezas con una combinación determinada de composiciones

y

microestructuras . La compatibilidad necesaria entre materiales condiciona el proceso

La compatibilidad necesaria entre materiales condiciona el proceso de fabricación

y

el logro de una interfase , no siempre difusa . La metalurgia de polvos es

las técnicas empleadas en la fabricación de materiales con gradiente funcional

y

, en concreto la compactación en matriz una de las posibles técnicas de conformado

funcional que varía su composición entre un acero con alto contenido en molibdeno

y

cobre y otro acero con cobre , sin molibdeno , con el objeto de concentrar

que varía su composición entre un acero con alto contenido en molibdeno y cobre

y

otro acero con cobre , sin molibdeno , con el objeto de concentrar este elemento

mecánicas . El estudio se completa con la evaluación de propiedades físicas ( densidad

y

distribución de porosidad ) , propiedades mecánicas ( dureza , resistencia a tracción

y

alargamiento ) y análisis microestructural mediante microscopía óptica y electrónica

porosidad ) , propiedades mecánicas ( dureza , resistencia a tracción y alargamiento )

y

análisis microestructural mediante microscopía óptica y electrónica de barrido

tracción y alargamiento ) y análisis microestructural mediante microscopía óptica

y

electrónica de barrido . 1 . INTRODUCCIÓN Los materiales con gradiente funcional

electrónica de barrido . 1 . INTRODUCCIÓN Los materiales con gradiente funcional ,

y

los materiales multifuncionales , se distinguen por ofrecer un amplio abanico de

por ofrecer un amplio abanico de propiedades correspondientes a la microestructura

y

composición de las partes que los componen . Son una integración de materiales

sometidas a desgaste pueden ser materiales resistente a la abrasión como las cerámicas

y

el interior de la pieza esté fabricado con material con mayor tenacidad como puede

, dando forma una combinación de propiedades con materiales refractarios tenaces

y

tratando de evitar las tensiones y deformaciones que suceden en materiales disimilares

propiedades con materiales refractarios tenaces y tratando de evitar las tensiones

y

deformaciones que suceden en materiales disimilares mediante una transición gradual

desgaste , refractariedad , etc . Las posibilidades de estos materiales son dedicadas

y

muy diversas . Actualmente , el compromiso de la industria , la sociedad y la

dedicadas y muy diversas . Actualmente , el compromiso de la industria , la sociedad

y

la ciencia en aumentar la eficiencia de los materiales en todas sus variables , principalmente

la eficiencia de los materiales en todas sus variables , principalmente económica

y

medioambiental , hace que se continúe investigando y desarrollando materiales con

, principalmente económica y medioambiental , hace que se continúe investigando

y

desarrollando materiales con gradiente funcional o multi funcionales a distintas

con menor impacto medioambiental ( emisiones , energía , reciclabilidad , etc . )

y

menor coste económico . La industria , a su vez , reclama materiales multifuncionales

que coincidan algunas características como expansión térmica , compresibilidad

y

una buena mojabilidad ( Heaney et al . , 2003 ) . La compactación de

sinterizados pueden proceder de modificaciones en los valores de densidad / porosidad

y

la influencia de los poros ; de modificaciones en la composición , en la microestructura

para la fabricación de un gran número de piezas de acero de diversa composición

y

gran consumo . Las posibilidades y calidades de los aceros sinterizados son muy numerosas

número de piezas de acero de diversa composición y gran consumo . Las posibilidades

y

calidades de los aceros sinterizados son muy numerosas , entre estos , destacan aquellos

, entre estos , destacan aquellos que proporcionan mejores propiedades mecánicas

y

mejores tolerancias dimensionales , como pueden ser los aceros sinterizados al molibdeno

rendimiento de la aleación ; de manera que se tenga la estructuración de microestructuras

y

un gradiente funcional en las propiedades de los materiales obtenidos . En este trabajo

en matriz de un acero sinterizado al molibdeno junto con un acero al cobre ,

y

caracterizado las propiedades de este material compuesto estructurado . Se discuten

Se discuten las propiedades obtenidas al ordenar la microestructura espacialmente

y

dedicar las composiciones a los requerimientos . 2 . ACEROS SINTERIZADOS AL Mo CON

tratado que sean lo más compatibles posible en cuanto temperatura de sinterización

y

variación dimensional . Se trata de un acero con molibdeno , ( polvo de Fe - 3

( polvo de Fe - 3 , 5 % Mo ) , aleado con cobre

y

grafito como material base con mayores propiedades mecánicas , al cual llamaremos

material exterior ( EXT ) . El otro acero empleado es un hierro con cobre

y

grafito , sin molibdeno , denominado material interior ( INT ) . Con estos materiales

, 2001 ) , para el acero sin molibdeno INT ( Höganäs , 1997 )

y

para la composición total del material FG2S podemos tener unos propiedades orientativas

han fabricado las probetas por la vía pulvime - talúrgica convencional : mezcla

y

homogeneización de polvos , compactación en matriz flotante y sinterización en

convencional : mezcla y homogeneización de polvos , compactación en matriz flotante

y

sinterización en atmósfera de nitrógeno - hidrógeno . En la primera etapa se

en atmósfera de nitrógeno - hidrógeno . En la primera etapa se hace la mezcla

y

homogeneización de los polvos metálicos en las composiciones INT y EXT que servirán

hace la mezcla y homogeneización de los polvos metálicos en las composiciones INT

y

EXT que servirán para fabricar los tres tipos de materiales descritos anteriormente

composición homogénea tienen un procedimiento clásico de llenado , compactación

y

extracción de la pieza . Las probetas FG2S , con gradiente de propiedades , sin embargo

. , 2012 ) . En este caso , el procedimiento secuencial es : llenado

y

precompactación a 1 MPa nivelando superficie y cambio de material de llenado . Se

procedimiento secuencial es : llenado y precompactación a 1 MPa nivelando superficie

y

cambio de material de llenado . Se puede controlar el espesor de la capa midiendo

, en este caso , el material EXT se ha distribuido en la parte inferior

y

superior de la probeta a partes iguales . Todo el material INT se emplaza en

se puede ver en la Fig . 1 . Se caracterizan las probetas en verde

y

se procede a la sinterización de los compactos . La sinterización se realiza en

El elemento que demuestra el gradiente funcional en este estudio es el molibdeno

y

en él se ha realizado el análisis mediante rayos X con un detector incorporado

microscopía de electrones de barrido . Para la cuantificación de la densidad en verde ,

y

posteriormente de la densidad del sinterizado , se procedió a la medición del espesor

y

anchura , con un pie de rey de 0 , 001 mm de precisión .

001 mm de precisión . La determinación de la masa de las probetas en verde

y

sinterizadas se realizó con una balanza Mettler H33AR de 0 , 001 g de precisión

siendo L1 la longitud inicial de la probeta , en estado compactado ( mm )

y

L2 la longitud final de la probeta , en estado sinterizado . La medida de

de investigación de los aceros al molibdeno , comprenden a los ensayos de dureza

y

microdureza , resistencia a tracción y alargamiento . En el primero de ellos , la

molibdeno , comprenden a los ensayos de dureza y microdureza , resistencia a tracción

y

alargamiento . En el primero de ellos , la dureza , se han efectuado medidas de

tracción , que permite conocer la resistencia , límite de elasticidad , alargamiento

y

estricción , características básicas para evaluar la calidad de los aceros con

densidad , variación dimensional , durezas , resistencia a tracción , alargamiento

y

metalografía : óptica ( LOM ) y electrónica de barrido de electrones ( SEM )

durezas , resistencia a tracción , alargamiento y metalografía : óptica ( LOM )

y

electrónica de barrido de electrones ( SEM ) . 3 . RESULTADOS Y DISCUSIóN Los

diferencia de composición elemental en las distintas zonas del material FG2S fabricado

y

en el que se logra una completa unión metalúrgica . Las composiciones elegidas

para el exterior e interior del acero con gradiente funcional FG2S , son compatibles

y

permiten que tras el proceso de compactación en matriz y posterior sinterización

FG2S , son compatibles y permiten que tras el proceso de compactación en matriz

y

posterior sinterización , no se presenten grietas ni fisuras producto de las diferencias

Fig . 3 muestran valores diferentes para el material más blando del interior INT

y

el duro EXT como se produce en materiales compactados a la misma presión . El

la porosidad es mayor en las zonas del material EXT ( Arriba y Abajo )

y

menor para el INT . Podemos correlacionar con el análisis de imagen este gradiente

que se producen durante la compactación por la configuración de las fases duras

y

blandas en las piezas ( Thomazic et al . , 2010 ) . 3 .

el hierro con cobre debido al fenómeno de hinchamiento que produce este elemento

y

menor variación del acero con Mo y Cu dado que la mayor presencia de C

fenómeno de hinchamiento que produce este elemento y menor variación del acero con Mo

y

Cu dado que la mayor presencia de C , junto con el Mo aumenta el

la mayor presencia de C , junto con el Mo aumenta el ángulo de diedro

y

facilita la difusión de cobre . Para el material graduado FG2S la variación dimensional

la del hierro con 0 , 3 de C ; ambos con un 3 %

y

un 2 % de Cu , respectivamente . En el material FG2S , se

Fig . 7 . Estas durezas responden al gradiente de fases : bainitas , perlitas

y

ferritas como se analizará más adelante . 3 . 4 . Propiedades mecánicas Las resistencias

dado que el material con mayor variación dimensional resultaría en compresión

y

en tracción el de menor dilatación de sinterización . Es decir , el material en

menor que si no estuviera tensionado . Esto puede justificar el aumento de la rigidez

y

del límite elástico en relación con las fases homogéneas . 3 . 5 . Análisis

. La zona exterior correspondiente a la composición EXT constituida por bainitas

y

perlitas finas con áreas de Cu , y la zona interior correspondiente a bajo contenido

la composición EXT constituida por bainitas y perlitas finas con áreas de Cu ,

y

la zona interior correspondiente a bajo contenido en carbono y Cu , constituida por

con áreas de Cu , y la zona interior correspondiente a bajo contenido en carbono

y

Cu , constituida por ferritas ricas en Cu , perlitas y áreas de Cu libre

bajo contenido en carbono y Cu , constituida por ferritas ricas en Cu , perlitas

y

áreas de Cu libre , lo que justifica los valores de los resultados obtenidos en cuanto a

. Figura 10 . Microestructura del material FG2S : a ) Zona exterior : bainitas

y

perlitas finas con áreas de Cu , b ) Zona interior : Ferritas ricas en

áreas de Cu , b ) Zona interior : Ferritas ricas en Cu , perlita

y

áreas de Cu . Atacada con nital . 250X . Si analizamos en la fractura

: rotura frágil en la zona correspondiente al exterior donde se concentran el Mo

y

el C y por tanto es la zona de mayor dureza y fractura dúctil en la

frágil en la zona correspondiente al exterior donde se concentran el Mo y el C

y

por tanto es la zona de mayor dureza y fractura dúctil en la zona de menor

se concentran el Mo y el C y por tanto es la zona de mayor dureza

y

fractura dúctil en la zona de menor contenido en C y Cu correspondiente al interior

zona de mayor dureza y fractura dúctil en la zona de menor contenido en C

y

Cu correspondiente al interior . En la Fig . 11c se puede ver una rotura

como corresponde a las fases que la componen , a la izquierda el acero INT

y

a la derecha el más duro EXT . En esta misma imagen se puede apreciar

requerimientos . En este estudio , la combinación de los materiales dedicados es viable

y

destaca porque : La unión metalúrgica de las composiciones de acero empleadas en

unión metalúrgica de las composiciones de acero empleadas en las distintas capas INT

y

EXT ( al molibdeno ) con cobre es buena , sin fisuras durante el proceso

más resistente resulta menos densa que la composición más blanda que se compacta

y

se densifica en mayor medida . Se alcanzan durezas , que ofrece el material estructurado

Los resultados de resistencia del material ordenado ofrecen una mayor resistencia

y

rigidez similar a la que se obtiene de la regla de mezclas de los materiales

a la que se obtiene de la regla de mezclas de los materiales compuestos .

Y

aumenta el límite elástico en relación a la resistencia a tracción . Desarrollo

en relación a la resistencia a tracción . Desarrollo de las aleaciones de titanio

y

tratamientos superficiales para incrementar la vida útil de los implantes RESUMEN

mediante una combinación de bajo módulo elástico , alta resistencia a la rotura

y

a fatiga . La mejora , a corto y largo plazo , de la osteointegración

, alta resistencia a la rotura y a fatiga . La mejora , a corto

y

largo plazo , de la osteointegración es función de múltiples factores , de entre

múltiples factores , de entre los cuales son de gran importancia su diseño macroscópico

y

dimensional , el material y la topografía superficial del implante . Este artículo

cuales son de gran importancia su diseño macroscópico y dimensional , el material

y

la topografía superficial del implante . Este artículo se centra en resumir las

implante . Este artículo se centra en resumir las ventajas que presentan el titanio

y

sus aleaciones para ser empleadas como biomateriales , y la evolución que han sufrido

que presentan el titanio y sus aleaciones para ser empleadas como biomateriales ,

y

la evolución que han sufrido estas , en las últimas décadas , para mejorar su

metálicas , con el objetivo de alcanzar una integración del tejido óseo duradera

y

en el menor tiempo posible . En este artículo se exponen varios tratamientos superficiales

titanio , con una superficie de nanotubos obtenida mediante oxidación electroquímica

y

una etapa posterior de tratamiento térmico para obtener una estructura cristalina

1 aparecen representadas las pirámides demográficas de España en el año 1995

y

2015 . Se observa que la parte inferior se está cerrando debido a la baja

la parte superior se está expandiendo por un incremento de la esperanza de vida

y

una baja tasa de mortalidad . El enfoque estratégico de la UE se basa en

, la promoción de los sistemas sanitarios dinámicos , la prosperidad económica

y

la integración de la salud en todas sus políticas . El envejecimiento de la población

políticas . El envejecimiento de la población tiene unas consecuencias sociales

y

económicas importantes . Las mayores necesidades de tratamientos médicos se deben

más se alcanzan edades más elevadas ligadas a un aumento de la esperanza de vida

y

con ello al del gasto sanitario . En la Fig . 2 se muestra la

durante el periodo 2004 a 2012 , una relación entre el aumento del gasto sanitario

y

el aumento de la esperanza de vida . Una condición importante para que las personas

con la edad , permitiendo que las personas presenten un bienestar físico , social

y

mental para poder participar en la sociedad de acuerdo con sus necesidades , deseos

y

capacidades . Bjursten et al . ( 2010 ) resaltaron la importancia de incrementar

incremento de la esperanza de vida , obligan al desarrollo de implantes quirúrgicos

y

materiales que presenten un periodo de vida útil cada vez mayor . El aumento de

presenten un periodo de vida útil cada vez mayor . El aumento de la productividad

y

la reducción de costes en la sanidad dependen de la mejora de los métodos de

reducción de costes en la sanidad dependen de la mejora de los métodos de diagnóstico

y

quirúrgicos , entre los que se englobarían las mejoras en las prótesis y la innovación

diagnóstico y quirúrgicos , entre los que se englobarían las mejoras en las prótesis

y

la innovación en fármacos . Así pues es importante desarrollar nuevas prótesis

presenten un periodo de vida útil superior , reduzcan el tiempo de recuperación

y

de hospitalización , y el de revisión quirúrgica . Lo anterior podrá prevenir

vida útil superior , reduzcan el tiempo de recuperación y de hospitalización ,

y

el de revisión quirúrgica . Lo anterior podrá prevenir , retrasar y minimizar

hospitalización , y el de revisión quirúrgica . Lo anterior podrá prevenir , retrasar

y

minimizar la dependencia de la población de edad avanzada y reducir , así , los

prevenir , retrasar y minimizar la dependencia de la población de edad avanzada

y

reducir , así , los costes de protección social . La principal problemática en

tasas de osteointegración . Por ello , es importante desarrollar nuevos materiales

y

tratamientos superficiales que aumenten la vida útil , mejoren la biocompatibilidad

y

pospongan las revisiones . Los metales presentan elevadas propiedades mecánicas

y

físicas . Entre las principales a considerar en la selección del material , están

módulo elástico , el límite de resistencia a fatiga , las resistencias al desgaste

y

a la corrosión ( Long y Rack , 1998 ; Okazaki y Gotoh , 2005

mediante una combinación de bajo módulo elástico , una alta resistencia a la rotura

y

una elevada resistencia a la fatiga , sino que también deben de presentar una elevada

que están en contacto de manera continua o intermitente con fluidos corporales ,

y

no deben provocar una respuesta adversa en el huésped ( Niinomi , 1998 ) .

consecución de la osteointegración , es decir , la conexión directa estructural

y

funcional entre el hueso vivo y su superficie . La mejora , a corto y

osteointegración , es decir , la conexión directa estructural y funcional entre el hueso vivo

y

su superficie . La mejora , a corto y largo plazo , de la osteointegración

y funcional entre el hueso vivo y su superficie . La mejora , a corto

y

largo plazo , de la osteointegración es función de múltiples factores , de entre

función de múltiples factores , de entre los cuales , su diseño macroscópico

y

dimensional , el material y la topografía superficial del implante son de gran importancia

factores , de entre los cuales , su diseño macroscópico y dimensional , el material

y

la topografía superficial del implante son de gran importancia . 2 . EL TITANIO

TITANIO COMO BIOMATERIAL El empleo generalizado , como biomaterial , del titanio

y

sus aleaciones en la fabricación de implantes se debe a que cumplen los requerimientos

osteointegración , propiedades mecánicas , resistencia la corrosión , procesabilidad

y

disponibilidad . La elevada osteointegración es debida a que cuando se implanta

de tejido blando a su alrededor . Estas aleaciones presentan un módulo elástico

y

una densidad menor que los aceros inoxidables o las aleaciones de Co - Cr utilizados

superficie de la aleación al entrar en contacto con el oxígeno , protegiéndola

y

evitando que se siga oxidando . Esta capa de óxido , asimismo , actúa como

fisiológico . El crecimiento celular está influenciado por la liberación de iones

y

partículas de los materiales empleados como implantes , como consecuencia de procesos

a la flexión , fatiga , propagación de grietas , dureza , desgaste , corrosión

y

módulo elástico . 3 . EVOLUCIÓN DE LAS ALEACIONES DE TITANIO En lo que

desarrollaron también las aleaciones Ti - 6Al - 7Nb , que presentan microestructuras

y

propiedades similares a la Ti - 6Al - 4V . El vanadio se vio sustituido

composición química de la aleación se consigue mejorar la resistencia a la corrosión

y

biocompatibilidad de las aleaciones α+β ( Iijima et al . , 2003 ; Chlebus et

elementos individuales que la conforman , que debido a los procesos de rozamiento

y

corrosión entran en contacto con las células y fluidos del cuerpo . Por lo tanto

debido a los procesos de rozamiento y corrosión entran en contacto con las células

y

fluidos del cuerpo . Por lo tanto , no solo se tienen que estudiar la biocompatibilidad

gran variedad de aleaciones β , principalmente por su mayor resistencia a la fatiga

y

a la corrosión , así como su menor módulo de elasticidad en comparación con las

aleaciones α+β , para reducir la problemática del apantallamiento de tensiones

y

pérdida de masa ósea ( Kuroda et al . , 1998 ; Cremasco et al

elástico , excelente resistencia mecánica , elevada resistencia a la corrosión

y

están compuestas por elementos biocompatibles ( Lee y Chen , 2013 ) . Cremasco et

en un estudio in vitro que las aleaciones de titanio que presentan Nb , Ta

y

Zr , como elementos estabilizantes de la fase β , no causan efectos tóxicos y

y Zr , como elementos estabilizantes de la fase β , no causan efectos tóxicos

y

presentan una elevada adhesión celular . Las aleaciones de Ti - Nb - Ta poseen

CP o Ti - 6Al - 4V . El aumento de la concentración de Ta

y

Nb en la formulación de la aleación disminuye la densidad de corriente de pasivación

la formulación de la aleación disminuye la densidad de corriente de pasivación

y

cambia el potencial de corrosión en la dirección noble . Este hecho se produce

la dirección noble . Este hecho se produce por la naturaleza pentavalente del Nb

y

Ta , así como un radio similar al Ti que estabiliza la capa de óxido

y

disminuye la solubilidad en un ambiente oxidante ( Okazaki y Gotoh , 2005 ) .

mayoría de los implantes fallan porque se pierde la interface entre el implante

y

el hueso , sugiriendo que existe una deficiente osteointegración que contribuye

Estudios recientes han mostrado que dicho proceso está influenciado por la geometría

y

topografía de la superficie del implante ( Ban et al . , 2006 ; Brammer

2013 ; Bayram et al . , 2014 ) . La modificación de la rugosidad

y

área superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción de

superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción de proteínas

y

el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando

proteínas y el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso

y

mejorando a corto y largo plazo la osteointegración de los implantes ( Kim et al

crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando a corto

y

largo plazo la osteointegración de los implantes ( Kim et al . , 2013 ;

coincidir con las propiedades físicas del tejido al que sustituyen , con baja toxicidad

y

siendo biológicamente inertes . El implante debe de ser capaz de distribuir las

diseño presentan una rosca , cuyo objetivo es transferir la carga a la mandíbula

y

proporcionar un anclaje mecánico para su estabilización en el hueso receptor .

la osteointegración . La alta resistencia mecánica , la tenacidad a la fractura

y

la biocompatibilidad son esenciales para esta aplicación . En la Tabla 1 aparece

aplicación . En la Tabla 1 aparece resumidas algunas de las propiedades mecánicas

y

la microestructura de varias aleaciones de titanio . La segunda generación de implantes

bioactivo a través de tratamientos superficiales . La modificación de la rugosidad

y

del área superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción

superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción de proteínas

y

el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando

proteínas y el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso

y

mejorando a corto y largo plazo la osteointegración de los implantes ( Kim et al

crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando a corto

y

largo plazo la osteointegración de los implantes ( Kim et al . , 2013 ;

los implantes necesita de un tratamiento superficial para optimizar sus propiedades

y

mejorar su biocompatibilidad . Entre estos tratamientos destacan el arenado ( Pypen

; Li et al . , 2002 ; Ban et al . , 2006 )

y

los recubrimientos cerámicos ( Lee et al . , 2013 ) , que mejoran la

generación , la más reciente , intenta promover la respuesta celular a nivel molecular

y

mejorar el rendimiento del implante a largo plazo . Se centra en nuevos tratamientos

titanio , con geometría de nanotubos o nanoporos , mejoran el crecimiento celular

y

el crecimiento óseo ( Mîndroiu et al . , 2010 ; Tan et al .

de conejos . Se comparaba implantes mecanizados , implantes arenados con alúmina

y

atacados con ácido y nanoestructurados . Los resultados de los ensayos de extracción

comparaba implantes mecanizados , implantes arenados con alúmina y atacados con ácido

y

nanoestructurados . Los resultados de los ensayos de extracción , contacto implante

nanoestructurados . Los resultados de los ensayos de extracción , contacto implante - hueso

y

crecimiento de hueso indicaron que las superficies con una matriz de nanotubos presentan

una mejor osteointegración en el hueso que los implantes con superficies arenadas

y

grabadas con ácido , y mucho mejor que los implantes simplemente mecanizados ( Salou

osteointegración en el hueso que los implantes con superficies arenadas y grabadas con ácido ,

y

mucho mejor que los implantes simplemente mecanizados ( Salou et al . , 2015 )

estudios in vitro , en conejos , muestran un incremento del contacto entre el hueso

y

el implante , una mayor concentración en CaP en la superficie del implante y una

hueso y el implante , una mayor concentración en CaP en la superficie del implante

y

una mayor fuerza para separar el implante del hueso en aquellos implantes con superficie

gradualmente en las cercanías del implante , mejorando la osteointegración a corto

y

largo plazo ( Choe et al . , 2010 ; Çalişkan et al . ,

la infección , reduciendo la cantidad de medicamentos suministrados al paciente

y

minimizando la posibilidad de la toxicidad sistemática de los medicamentos . Dentro

se encuentran aquellos que pueden combatir infecciones , reducir la inflamación

y

promover el crecimiento celular para la formación del hueso ( Çalişkan et al .

Estudios recientes han mostrado que dicho proceso está influido por la geometría

y

topografía de la superficie del implante ( Anselme et al . , 2000 ; Ban

2007 ; Hao et al . , 2013 ) . La modificación de la rugosidad

y

área superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción de

superficial pueden proporcionar un medio más adecuado para la adsorción de proteínas

y

el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando

proteínas y el crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso

y

mejorando a corto y largo plazo la osteointegración de los implantes ( Mendonça

crecimiento celular , acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando a corto

y

largo plazo la osteointegración de los implantes ( Mendonça et al . , 2008 ;

los implantes necesita de un tratamiento superficial para optimizar sus propiedades

y

mejorar su biocompatibilidad . Existe una amplia variedad de técnicas que modifican

Existe una amplia variedad de técnicas que modifican la superficie de los implantes

y

en función de la rugosidad alcanzada , se pueden diferenciar en un rango macro ,

función de la rugosidad alcanzada , se pueden diferenciar en un rango macro , micro

y

nanométrico , dentro de las cuales existen a su vez subdivisiones . Entre los primeros

la rugosidad se pueden citar el plasma espray , el arenado , el tratamiento ácido

y

el sinterizado de polvos esféricos ( Duraccio et al . , 2015 ) . Estos

Duraccio et al . , 2015 ) . Estos recubrimientos mejoran el crecimiento del hueso

y

afianzan el implante , si se compara con un implante sin tratamiento . La importancia

) donde una rugosidad superficial de escala micrométrica , preparada por arenado

y

atacada con ácido , fue capaz de un rápido crecimiento óseo y aumentó el contacto

preparada por arenado y atacada con ácido , fue capaz de un rápido crecimiento óseo

y

aumentó el contacto entre hueso e implante . Sin embargo , estas superficies presentan

hueso e implante . Sin embargo , estas superficies presentan una elevada rugosidad

y

porosidad que reducen el crecimiento celular en las primeras etapas de osteointegración

mejoran la función celular en los biomateriales , resultando en un mejor crecimiento

y

adhesión de las células osteoblásticas , de la formación de la matriz ósea y

y adhesión de las células osteoblásticas , de la formación de la matriz ósea

y

de la osteointegración ( Kim et al . , 2013 ; Salou et al .

una topografía de nanotubos era superior que en superficies mecanizadas o arenadas

y

grabadas con ácido ( Fig . 7 ) . Dentro de los tratamientos superficiales

técnicas que se pueden emplear se destacan las gaseosas , microspark , CVD , químicas

y

electroquímicas . Sin embargo , algunos de estos métodos son complejos o requieren

capa superficial de óxido de titanio con estructura nanotubular , de forma rápida

y

con reducido coste ( Bauer et al . , 2011 ; Berger et al .

entre otras . La elevada rugosidad resulta en un anclaje mecánico entre el implante

y

la superficie del hueso . Esta técnica presenta el inconveniente de que las partículas

permanece incluso después de la limpieza con ultrasonidos , la pasivación ácida

y

la esterilización ( Duraccio et al . , 2015 ) . 5 . 3 .

. , 2008 ) . Este tipo de rugosidades mejoran la unión entre el hueso

y

la superficie del implante , donde los implantes de titanio se ven atacados químicamente

ven atacados químicamente por ácidos fuertes durante periodos cortos de tiempo

y

a temperaturas inferiores a los 100 °C . Entre los ácidos más empleados se encuentran

oxidación - reducción , que se produce por una diferencia de potencial entre el cátodo

y

el ánodo ( Minagar et al . , 2012 ) . Sista et al .

) . Sista et al . ( 2013 ) observaron un incremento de la adhesión

y

del crecimiento celular en las superficies anodizadas con respecto a las superficies

titanio o de otro metal de transición con estructura nanotubular , de forma rápida

y

con reducido coste ( Bauer et al . , 2011 , Choe et al .

nanotubos está compuesto por dos procesos , el primero de ellos es el ataque químico

y

el segundo la disolución química . El mecanismo comienza con la formación de una

la aleación de titanio , debida a la interacción de Ti4+ , Nb5+ , Ta5+

y

Zr4+ y los iones O2 - ( Sista et al . , 2013 ) .

de titanio , debida a la interacción de Ti4+ , Nb5+ , Ta5+ y Zr4+

y

los iones O2 - ( Sista et al . , 2013 ) . Sigue con

voltaje aplicado es demasiado elevado se produce el colapso de los nanotubos , tal

y

como se puede observar en la Fig . 8 , obtenida por los autores de

. 8 , obtenida por los autores de este artículo . Las dimensiones , morfología

y

estructura de los nanotubos de óxido de titanio pueden ser controladas durante su

2014a ) . Estas características dependen de los parámetros electroquímicos ( rampa

y

potencial de anodización ) , de la naturaleza del electrolito ( composición , concentración

anodización ) , de la naturaleza del electrolito ( composición , concentración , pH

y

temperatura de la solución ) y de las características del sustrato ( composición

electrolito ( composición , concentración , pH y temperatura de la solución )

y

de las características del sustrato ( composición química , estructura ) ( Bauer

electrolitos acuosos . Estos tipos de electrolitos , como pueden ser los compuestos por NH4F

y

glicerol , presentan una menor constante de difusión y este factor tiene influencia

ser los compuestos por NH4F y glicerol , presentan una menor constante de difusión

y

este factor tiene influencia en el fenómeno de corrosión por picadura y en la velocidad

difusión y este factor tiene influencia en el fenómeno de corrosión por picadura

y

en la velocidad de disolución de la capa de óxido . Donde la viscosidad del

mayor complejidad en la eliminación de los mismos en etapas posteriores de limpieza

y

en el mayor tiempo de anodizado para la obtención de nanotubos . El primer motivo

anodizado , incrementa el tipo de ciclo para obtención del tratamiento superficial

y

por lo tanto aumenta el coste de éste . Estudios in vitro han demostrado que las

titanio , que presentan geometría de nanotubos , mejoran el crecimiento celular

y

el crecimiento óseo ( Mendonça et al . , 2008 ; Berger et al .

nanotubos de titanio , definida por una nanorugosidad , elevada energía superficial

y

bajo ángulo de contacto mejoran significativamente el anclaje de las células en

favoreciendo la fijación de las células mediante la formación de contactos locales

y

la absorción de proteínas . Con el tiempo estos implantes con mayor rugosidad se

superficies de titanio CP con una morfología de nanotubos muestran una mejor adhesión

y

crecimiento de osteoblastos humanos , así como una excelente morfología para el

gradualmente en las cercanías del implante , mejorando la osteointegración a corto

y

largo plazo ( Yao y Webster , 2009 ; Çalişkan et al . , 2014

la infección , reduciendo la cantidad de medicamentos suministrados al paciente

y

minimizando la posibilidad de la toxicidad sistemática de los medicamentos . Dentro

se encuentran aquellos que pueden combatir infecciones , reducir la inflamación

y

promover el crecimiento celular para la formación del hueso ( Çalişkan et al .

aleaciones beta de titanio implantadas en ratas , con una superficie de nanotubos

y

donde se le ha precipitado iones de calcio y fosfato poseen un mayor porcentaje de

, con una superficie de nanotubos y donde se le ha precipitado iones de calcio

y

fosfato poseen un mayor porcentaje de contacto con el hueso y un mayor grado de

precipitado iones de calcio y fosfato poseen un mayor porcentaje de contacto con el hueso

y

un mayor grado de anclaje del implante . Yao y Webster ( 2009 ) fueron

recubrimiento de las superficies de titanio es de unos pocos nanómetros de espesor

y

está formado principalmente por dióxido de titanio amorfo . Las propiedades físico

principalmente por dióxido de titanio amorfo . Las propiedades físico - químicas

y

electroquímicas de la capa de óxido , así como la estabilidad a largo plazo en

tres estructuras cristalinas más comunes del óxido de titanio son anatasa , rutilo

y

brookita . Un elevado número de estudios han probado que este tipo de estructuras

efecto positivo en el crecimiento celular , mejorando la adhesión , proliferación

y

diferenciación de los osteoblastos ( Pan et al . , 1996 ; Browne y Gregson

transformarse de amorfos a estructura anatasa a temperaturas superiores a 300 °C ,

y

en una mezcla de anatasa y rutilo a una temperatura superior a 450 °C .

estructura anatasa a temperaturas superiores a 300 °C , y en una mezcla de anatasa

y

rutilo a una temperatura superior a 450 °C . Los tratamientos térmicos donde se

sólido de sinterizado , lo que conlleva un crecimiento de grano , densificación

y

un posible derrumbe o colapso de la estructura . Yu et al . ( 2010

, como puede ser el flúor , que permanecen en la superficie de la aleación

y

que pueden ser tóxicas para el huésped . 5 . 7 . Tratamientos bioactivos

Aunque estos recubrimientos superficiales presentan una elevada área superficial

y

bioactividad , tienden a delaminarse en la interfase entre el implante y el hueso

superficial y bioactividad , tienden a delaminarse en la interfase entre el implante

y

el hueso debido a la diferencia de espesor y propiedades entre la capa de óxido

en la interfase entre el implante y el hueso debido a la diferencia de espesor

y

propiedades entre la capa de óxido de titanio y el recubrimiento bioactivo . La

debido a la diferencia de espesor y propiedades entre la capa de óxido de titanio

y

el recubrimiento bioactivo . La adhesión del recubrimiento de CaP al sustrato de

sustrato de titanio es pobre , debido a las diferencias entre el módulo elástico

y

el coeficiente de expansión térmica que hay entre ambos materiales . Estas diferencias

nuevos sustratos es la reducción de la concentración de tensiones interfaciales

y

la mejora de la adhesión ( Berger et al . , 2011 ; Tan et

el hueso , gracias a su bajo módulo elástico , alta resistencia a la rotura

y

elevada resistencia a fatiga . El empleo de estas aleaciones reduce el efecto de

de tensiones , que provoca reabsorción ósea en el hueso cercano a la prótesis

y

que merma la vida útil del implante . Además , esta familia de aleaciones está

de aleaciones está compuesta con elementos biocompatibles , como son el Nb , Ta

y

Zr , que aumentan la resistencia a la corrosión de la aleación y reducen la

, Ta y Zr , que aumentan la resistencia a la corrosión de la aleación

y

reducen la posibilidad de reacciones sistemáticas del cuerpo . - También cabe destacar

titanio , o de otro metal de transición , con estructura nanotubular de forma rápida

y

con reducido coste de fabricación . La rugosidad superficial a escala nanométrica

fabricación . La rugosidad superficial a escala nanométrica mejora el crecimiento óseo

y

el contacto entre el hueso e implante , si se compara con las técnicas tradicionales

Con el tiempo , estos implantes , con morfología de nanotubos , se fijan mejor

y

aumentan la vida útil de la prótesis . - El empleo de post tratamientos térmicos

corrosión de los biomateriales , traduciéndose en una mejora del crecimiento celular

y

el aumento de la vida útil de la prótesis . AGRADECIMIENTOS Los autores desean

prótesis . AGRADECIMIENTOS Los autores desean agradecer al Ministerio de Economía

y

competitividad el apoyo financiero a través del proyecto de investigación MAT2014

a través del proyecto de investigación MAT2014 - 53764 - C3 - 1 - R

y

a la Generalitat Valenciana a través del apoyo PROMETEO / 2016 / 040 . A

fondos FEDER que han permitido la adquisición de los equipos para la investigación

y

del Servicio de Microscopía de la Universitat Politècnica de València . Original

a partir de pequeñas muestras , la función de distribución subyacente ( Voguel

y

Fennessey , 1993 ; Hosking y Wallis , 1997 ) . Etapas del análisis

de agua . Por tanto , en este apartado se muestran en primer lugar las variables

y

ecuaciones involucradas para modelizar la incertidumbre de la red en un cierto instante

los depósitos y de la demanda en los nodos de tránsito es nula ( tal

y

como se comentó en el apartado de Estandarización del método anterior ) . Por su parte

red . Es interesante mencionar que de haberse aplicado el método algebraico tal

y

como lo presentan Díaz et al . ( 2015 ) únicamente se habrían podido obtener

y da una idea del nivel de observabilidad de la red . Por otro lado ,

y

puesto que para llegar a este escenario se ha producido la pérdida simultánea de

técnicos se apresuraron a plantear medidas para evitar que se repitiera lo ocurrido ,

y

en enero de 1958 se dice sí a la Solución Sur , que significaba el

precipitaciones de carácter significativo , éste actuó como un punto de corte

y

el área de estudio se redujo a la cuenca vertiente aguas abajo del mismo ,

edificada ) , la altura media que alcanzaron los sedimentos depositados fue de 25 cm

y

su densidad media tomó un valor de 1 . 63 kg / dm3 ( Gómez

necesario recalcular aquellos mapas de parámetros que dependen de los usos del suelo ,

y

se trabajó bajo la hipótesis de estacionaridad de los factores correctores obtenidos

aforo de Manises sufriendo únicamente desfase horario ( Bonache y Marco , 2014 )

y

es la información más precisa de la que se dispuso ya que la observación de

Romero ( 2014 ) , estos modelos no son capaces de simular rotura por tubificación

y

sólo algunos de ellos implementan la capacidad de cálculo de rotura por sobrevertido

contemplados se han calculado los hidrogramas de rotura mediante el modelo FLDWAV

y

éstos han sido introducidos como condiciones de entrada en el modelo IBER . Para

análisis para balsas de tierra , que hasta la fecha no habían sido desarrollados ,

y

cómo tal pueden constituir una metodología de trabajo para futuros desarrollos

que se mueve sobre una superficie de apoyo , así como variantes de ésta ,

y

advierten de las dificultades que genera este tipo de diagramas para la comprensión

que nos interesa , la tarea es de física ( el problema del corredor )

y

, por tanto , la secuencia de acciones está sujeta a reglas físico - matemáticas

la tercera ley de Newton al considerar la fuerza de fricción como fuerza de reacción .

Y

con el último bloque ( preguntas 10 y 11 ) se investiga la consideración de

de idealización pero que no resuelve correctamente la tarea , el caso de Luis ;

y

el segundo que sí realiza el proceso de idealización y resuelve la tarea de manera

deficiencias por algún elemento . Además se realizaron podas , tutoreos , fertilizaciones

y

para la prevención y control de mosca blanca , paratrioza ( pulgón saltador ) y

progenitores hembra utilizados nunca se habían cultivado dentro de un ambiente protegido

y

eso pudo influir en el cambio de concentración de estos compuestos . Con respecto

, 2012 ; Renting et al . , 2012 ; Marsden , 2017 ) .

Y

, finalmente , han emergido cuestiones relacionadas con la sostenibilidad y sus conexiones

experimentado en los últimos años en producción ecológica ( MAPAMA , 2016 ) ;

y

en el conjunto de Andalucía se ha producido un aumento en el número de establecimientos

a una categoría específica en la cual el tema ético se pone de relieve ,

y

que son los países del norte los que pueden permitirse adoptar una posición ética

suministro subóptimo de Ca al fruto era la causa de la aparición del bitter pit

y

desde hace muchos años se conoce la estrecha correlación negativa entre aparición

al menos 75 kg , junto con su maleta rodante ( 25 kg ) ;

y

que su precio sea asequible . Cabe señalar que de acuerdo con un estudio realizado

personas con discapacidad o movilidad reducida a las infraestructuras aeroportuarias

y

al servicio de transporte aéreo ( SCT , 2013 ) . El objetivo de esta

utilizada para facilitar al pasajero que no puede caminar , subir o bajar escaleras ,

y

llegar hasta el asiento en el interior de las aeronaves ) , y algún equipo

extremo al otro en la terminal T1 es de aproximadamente 1 . 3 kilómetros ,

y

la distancia que recorre el aerotrén que une a las terminales T1 y T2 es

enfermedad o cualquier otra causa que sea un impedimento para el uso de los transportes

y

cuya situación requiere atención especial “ ( SCT , 2013 ) . En años recientes

aceptables de distancia de caminata , tiempo de transferencia de aeronave a aeronave ,

y

tiempo de tránsito global en la terminal , se utilizan comúnmente distintas tecnologías

tienen un papel importante para aquellos usuarios que necesitan un apoyo especial

y

además ofrecen flexibilidad , debido a su maniobrabilidad , ya que no requieren

usuario - equipaje es menor , la plataforma podrá desarrollar velocidades mayores ,

y

viceversa . En cuanto a productos similares al que se propone desarrollar , existen

diseño compacto ( Cocoa Motors , 2018 ) . Sin embargo , estos vehículos son costosos

y

no han sido diseñados para utilizarse particularmente en los aeropuertos . Además

aeropuertos . Además , estos equipos requieren habilidades particulares para su manejo

y

difícilmente podrían utilizarse por personas con movilidad reducida , lo cual es

de iones de litio . Debido a que estas tienen un alto riesgo de fuego

y

los usuarios pueden sufrir heridas o incluso la muerte . Entre el 1o de diciembre

, mediante radiofrecuencia , las instrucciones transmitidas por el control remoto

y

se encarga de establecer el sentido de rotación de los motores y su velocidad de

sistema estructural aloja y protege a los distintos componentes de la plataforma

y

soporta el peso del usuario y su equipaje . El chasis es el elemento más

instalaron dos ruedas libres . En la parte trasera del chasis se instaló una flecha

y

en los extremos de esta se instalaron las ruedas motoras de la plataforma . Sobre

soporte opcional desmontable ( atornillado ) , para que el usuario apoye sus manos

y

tenga más estabilidad , se debe remarcar que este soporte no es un manubrio ,

. La potencia de los motores depende de su rendimiento eléctrico ( ? e )

y

del rendimiento mecánico de la transmisión ( ? m ) . Supongamos , para propósitos

va unida a un eje fijo ubicado en la parte inferior trasera de la plataforma

y

sobre este impulsa a una rueda motora ( neumático ) de 0 . 2032 m

causar ceguera o quemaduras fuertes , cuando se recargue se deben remover sus tapones

y

se deben colocar firmemente después de la recarga . Con objeto de saber la capacidad

controlar el sentido de rotación de los motores se utilizan dos puentes “ H ”

y

el control de su velocidad se realiza mediante la modelación del ancho de pulso

angular de la palanca de mando se establece la dirección que se desea seguir ,

y

en función de qué tan alejado se ubique del punto central , se establece la

digitales de un potenciómetro se asignan como los valores X en un plano cartesiano ,

y

los del otro potenciómetro como los valores Y . Así , el ángulo ( ?

la palanca de mando se puede estimar mediante la función arcotangente Y / X ,

y

el desplazamiento de la palanca respecto al cero cartesiano , se obtiene con base

el modo de traslación fuera entre 30° y 150° para movimientos hacia delante ,

y

entre 210° y 330° para movimientos hacia atrás . Para el modo de rotación a

a la derecha , el rango establecido fue de entre - 330° y +30° ;

y

para la rotación a la izquierda entre 150° y 210° . El diseño electrónico del

utilizaron dos módulos inalámbricos , estos se alimentan con una tensión de 5V ,

y

fueron configurados antes de utilizarse . Para ello , en los módulos se grabaron

direcciones MAC ( Media Access Control ) de cada uno , en forma cruzada ,

y

además se estableció el número de datos enviados por segundo ( 9 , 600 baudios

por segundo ( 9 , 600 baudios ) . La comunicación entre los módulos inalámbricos

y

el microcontrolador fue del tipo serial RS232 . Se elaboraron dos programas , uno

programas , uno para el envío de datos desde el control remoto ( maestro )

y

otro para su recepción en la plataforma ( esclavo ) . Se debe mostrar que

uno para cada motor ) para establecer el sentido de giro de cada motor ,

y

mediante la modulación del ancho de pulso se controla su velocidad de rotación

El puente “ H ” utilizado ( VNH5019 ) soporta hasta 30 A pico ,

y

generalmente se emplea para motores de corriente directa con tensiones de entre 5

7 ) , que tiene la ventaja de ser más económico que el inalámbrico ,

y

además no requiere otra fuente de alimentación distinta a la batería de 12 V de

que en la Figura 10 , el control remoto de la plataforma aparece a la izquierda

y

los componentes de la plataforma a la derecha . Los elementos críticos del control

inalámbrico , los cuales están interconectados con los indicadores y controladores ,

y

se alimentan de una batería de 9 V . En la plataforma , en cambio ,

en la mayoría de los casos los usuarios adquieren más confianza en la conducción

y

se sienten más seguros cuando se incorpora este apoyo , sin embargo , agrega una

, sin embargo , se observó que en el caso de pendientes mayores a 8 %

y

cuando el usuario se inclina hacia atrás , la plataforma tiende a pivotar en sus

usuario se inclina hacia atrás , la plataforma tiende a pivotar en sus ruedas traseras

y

a levantar las delanteras , lo que puede originar un accidente para el usuario .

es distinta , en este caso el sistema de control tiene una contribución marginal

y

el sistema de tracción únicamente contribuye con 9 % , en cambio , el sistema estructural

objeto de tener una visualización clara del lugar por donde se está conduciendo

y

evitar accidentes . Para darle mayor versatilidad y comodidad a la plataforma , en

diseño en el módulo inalámbrico del control remoto , aligerando su estructura ,

y

mediante alternativas en su fuente de energía . Comparativamente contra otros desarrollos

diseños , puede hacer alto total sin que el usuario se baje de la plataforma

y

sin que consuma energía en ese estado . Con base en este prototipo , para

La plataforma seguirá una trayectoria predeterminada , guiada mediante un GPS ,

y

detectará obstáculos , mediante sensores ópticos y ultrasónicos . Podrá establecer

ultrasónicos . Podrá establecer rutas alternas en caso de bloqueos en la ruta original

y

determinará si tiene la energía suficiente para el recorrido demandado . Agradecimientos

ciertos procesos sustituir las unidades de variador de frecuencia con motor de CD

y

por consiguiente la reducción de los costos en equipamiento para el control de velocidad

de HMI - PLC para el control de procesos se ha incrementado en la industria

y

en la educación se han propuesto sistemas HMI - PLC para la enseñanza en el

y paro . Solo se muestra el diagrama de flujo del diseño de control propuesto

y

se mencionan los componentes utilizados para la HMI y el PLC de la firma ModiconMR

velocidad y frenado . Se propone un ajuste grueso de la velocidad utilizando lazo abierto

y

proponen el modo de lazo cerrado utilizando encoder en la retroalimentación . Sin embargo

implementación práctica . El caso que analizan es el control de nivel de un tanque

y

argumentan la realización del modelo y simulación en MatlabMR , se muestra una

( GE , 2001 ) para el diseño de las interfaces de usuario gráfico ,

y

el hardware utilizado es un PACSystemMR ( GE´s , 20016 ) , variador de frecuencia

Para fines de descripción , las variables en las HMIs se escriben en letra cursiva

y

las de los algoritmos de control en letra normal . La Tabla 1 muestra las

# ALW _ ON ( % S7 ) es una señal del sistema del PLC

y

significa siempre energizado ; las señales de memoria % M2 , % M3 y %

V=1 ) se cumplen , entonces se energiza la bobina SEGURIDAD ( % M9 )

y

en consecuencia su contacto normalmente abierto , en la línea 2 se cierra , dando

estado , es decir , si HS _ V = 0 entonces cambia a 1 ,

y

si HS _ V = 1 entonces cambia a 0 . En función del estado

la variable , el círculo es de color rojo cuando HS _ V = 0

y

es de color verde cuando HS _ V = 1 . ? Si se da

Velocidades preestablecidas , entonces la variable PREESTABLECIDAS ( % M2 ) se coloca a uno

y

las variables L _ ABIERTO ( % M3 ) y L _ CERRADO ( %

% M4 ) se colocan a cero . Además , la HMI principal se cierra

y

se abre la HMI para el modo de control de velocidades preestablecidas . ? La

ABIERTO ( % M3 ) y L _ CERRADO ( % M4 ) respectivamente ,

y

colocando a cero las otras dos variables . ? Si la variable HS _ F

a 1800 rpm . El punto de consigna se direcciona a un registro de memoria

y

la variable de proceso a una entrada analógica , ambas son de tipo entero a

4 a 20 mA . Ambas señales se condicionan a un máximo valor de 31500

y

se dividen entre 17 . 5 en las HMIs para obtener como máximo valor de

rpm . La Tabla 3 muestra el escalamiento respectivo para la PV y SP ,

y

la Tabla 4 muestra las variables y direccionamiento para el acondicionamiento de

es menor o igual que cero , entonces AUX1 ( % M10 ) = 1

y

AUX _ VEL _ REAL ( % R1 ) = 0 . ? Si PV

. De igual forma , la Tabla 5 muestra las variables del escalamiento para el SP ,

y

la Figura 5 el algoritmo de control , donde el SP ( % R10 ) se

abierto y lazo cerrado se utiliza el comando analógico ( entrada analógica 53 ) ,

y

para la visualización de la velocidad real y como retroalimentación en modo de

señal FUNCIONAMIENTO ( % Q5 ) en la Figura 3 está en función de las protecciones

y

la variable ARRANQUE ( % M6 ) es para poner en operación el motor ,

el selector virtual está a la izquierda , entonces el texto Izquierda es visible

y

la señal de Sentido de giro ( % Q6 ) se coloca a cero .

Si el selector virtual está a la derecha , entonces el texto Derecha es visible

y

la señal de Sentido de giro ( % Q6 ) se coloca a uno .

Arranque , entonces la variable ARRANQUE ( % M6 ) se coloca a uno ,

y

cuando se deja de presionar , la señal ARRANQUE se coloca a cero . ?

Paro , entonces la variable PARO ( % M8 ) se coloca a uno ,

y

cuando se deja de presionar la señal PARO se coloca a cero . ? Si

se presiona el botón de Cancelar , entonces la ventana de precaución se cierra

y

el modo de control de velocidades preestablecidas se mantiene en las mismas condiciones

% Q2 , % Q3 , % Q4 y % Q5 se colocan a cero

y

se abre la HMI principal . Control de velocidad de lazo abierto El modo de

contacto AUT _ MAN es para seleccionar el modo de operación del controlador PID ,

y

las variables SUBIR _ CV y BAJAR _ CV son para el control de CV

controlador PID se realiza a través de un selector virtual al centro de la HMI

y

está direccionado a la variable AUT _ MAN ( % M16 ) en el algoritmo

de control de velocIdad La Figura 12 muestra el banco de trabajo donde se integró

y

se realizaron las pruebas al sistema de control de velocidad HMI - PLC - ADF

funcionamiento ; las variables Protecciones activas y HS _ VIRTUAL son de color verde

y

la variable HS Físico no está visible . La Figura 15 muestra la HMI de velocidades

con la velocidad cinco preestablecida , el botón correspondiente está en verde

y

el indicador de velocidad muestra 1439 rpm . El botón de Arranque no está visible

indicador de velocidad muestra 1439 rpm . El botón de Arranque no está visible

y

el botón de Paro está visible y de color rojo . La Figura 17 muestra el

de velocidad de lazo abierto en condiciones de funcionamiento , la variable SP = 0

y

por consiguiente el botón de decrementar no está visible . La Figura 20 muestra

. La Figura 20 muestra la variable SP en su máximo valor ( 1800 rpm )

y

por lo tanto no es visible el botón de incrementar dicha variable . La velocidad

Conclusiones El diseño de HMI debe incluir el mayor código de lógica del proyecto ,

y

así reducir el código de los algoritmos de control en los PLC , lo cual

la incorporación de sensores mecánicos a fin de conocer la posición del rotor

y

calcular su velocidad para determinar las acciones necesarias de control . Sin embargo

Por otra parte , los sensores de posición son dispositivos relativamente frágiles

y

su uso en aplicaciones industriales presenta ciertas desventajas ( Montanari et al

implementación , reduce los requerimientos de mantenimiento , aumenta la confiabilidad

y

mejora la inmunidad al ruido del controlador . La tendencia moderna en controladores

moderna en controladores de velocidad es por tanto , eliminar los sensores de posición

y

desarrollar métodos de control alternativos ( Merabet et al . , 2017 ; Masood et

La velocidad del motor se estima a través de la técnica de ubicación de polos

y

el par mecánico se obtiene por medio de un observador de modos deslizantes . Así

la Figura 1 . Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff al circuito de la Figura 1

y

considerar una corriente de campo constante , el modelo matemático que describe

consta de un término de acción proporcional y un término de acción integral ,

y

se representa de la siguiente manera : donde las Kp y Ki son los parámetros

cuyos valores se obtienen mediante el método de sintonización de Ziegler - Nichols

y

se presentan en la Tabla 2 . Tabla 2 . Parámetros del controlador PI Parámetro

de O es 2 . Con esto la condición de observabilidad del sistema se satisface

y

se dice que el sistema es completamente observable porque todas las transiciones

velocidad de orden completo empleado en este trabajo . Usando el valor obtenido de Ke

y

conociendo los valores del par mecánico del voltaje y de la corriente de armadura

velocidad , la corriente de armadura ( ) ai se encuentra disponible por medición

y

el par mecánico ( ) LT se incorpora como una nueva variable de estado en

1 s con un error de precisión de velocidad de 0 . 04 % ,

y

no presenta sobrepaso . El error de precisión de seguimiento de velocidad para ?

460 % respecto de su valor nominal ( ia = 2 . 8 A )

y

se estabiliza rápidamente en un tiempo no mayor de 0 . 8 s , tal

basado en efecto hall , generador de CD con carga pasiva para aplicar el par mecánico

y

un motor de CD como planta de control . La representación esquemática del sistema

% , después del transitorio se estabiliza en un intervalo de 1 . 54 s

y

alcanza su valor de estado estable con un error de precisión de 0 . 4

error de precisión de seguimiento de velocidad para ? ref = 120 rad / s

y

para ? ref = 150 rad / s son 0 . 025 % y 0

8 % respecto de su valor nominal ( ia = 2 . 8 A )

y

se estabiliza en un tiempo no mayor de 1 . 18 s ( Figura 11

alcanza un valor máximo de 1 . 015 A y 2 . 656 A ,

y

se estabilizan en un intervalo de 1 . 22 s y 1 . 83 s

una economía menos intensiva en carbono que permita reducir las emisiones de CO2

y

mitigar el cambio climático . La captación de dióxido de carbono , se considera

como proceso alternativo a los convencionales de absorción mediante etanol aminas

y

a los estudios realizados con base en líquidos iónicos , el uso del quitosano como

quitina , que es el segundo polímero natural más abundante después de la celulosa

y

tiene una estructura similar a esta ( Foster , 1960 ) . La quitina tiene

modificaciones considerar que el quitosano es insoluble en solventes orgánicos convencionales

y

es soluble en algunos ácidos diluidos ( Sun , 2014 ; Dash , 2011 )

alrededor de 6 . 5 , razón por la cual posee una ligera carga positiva

y

es soluble en medios ácidos diluidos y también está en función del valor DA (

por la cual posee una ligera carga positiva y es soluble en medios ácidos diluidos

y

también está en función del valor DA ( grado de desacetilación ) . Es por ello

( grado de desacetilación ) . Es por ello que puede utilizarse como bioadhesivo

y

puede ligarse a las superficies cargadas negativamente ( Kumar , 2004 ) . Antecedentes

tecnología de absorción química es la tecnología más madura para la captura de CO2

y

ha sido comercializada por muchas décadas , aunque no para la captura de CO2 en

consumo de energía durante la regeneración del absorbente a altas temperaturas ,

y

por último , gran tamaño de los equipos ( Resnik , 2004 ; Haszeldine , 2009

un volumen de 243ml CO2 . Se cierra la válvula de la celda de absorción

y

el contenido se mezcla a 300 rpm . La celda se mantiene a una temperatura

capacidad de absorción baja , ya que el CO2 es poco soluble en agua ,

y

por tanto suele estar separado como gas . Por el contrario , la MEA , con tan solo

3 atm , ocho unidades mayor a la que se obtiene a 1 atm ,

y

tres unidades mayor que para cuando solo se utilizó el liquido iónico eutéctico

eutéctico sin Li2O . Lo cual puede atribuirse al pH por la presencia del Li2O

y

muy probablemente la absorción es química . conclusiones La eficiencia en la capacidad

correspondiente juega un papel clave sobre el tipo de captura ( química o física )

y

por lo tanto sobre la capacidad de absorción de CO2 observándose que cuanto mayor

lombrices y microorganismos , las primeras son vectores cruciales que fragmentan

y

acondicionan el sustrato e incrementan la superficie para la actividad microbiológica

cultivos , mejorar la estructura del sistema edáfico , su estabilidad y porosidad ,

y

elevar la capacidad de intercambio catiónico , entre otros . Las actividades económicas

para autoridades como productores , es el gran volumen de estiércoles generados

y

el manejo inapropiado que se le da a estos materiales . Muchos de ellos son

frutas ) a fin de evaluar si se mejoran las condiciones de fertilidad del suelo

y

aumenta su capacidad de uso para las actividades agrícolas . Materiales y Métodos

secado de las muestras por una semana a temperatura ambiente , luego a la molienda

y

por último , al tamizado con malla Análisis de laboratorio Las determinaciones

los métodos reportados en la norma oficial mexicana NOM - 021 - SEMARNAT - 2000

y

para las lombricompostas , la norma NMX - FF - 109 - SCFI - 2007

procedió a la destrucción de materia orgánica con peróxido de hidrógeno a 30 %

y

, en segundo lugar , se añadieron agentes dispersantes para individualizar las partículas

Para la determinación de la densidad aparente , se siguió el método de la probeta

y

para la densidad real se siguió el método del Picnómetro . La porosidad total

calcinadas en un horno de mufla a una temperatura de 550 °C por tres horas

y

, 2 ) Combustión húmeda por Walkley y Black ( 1934 ) , basado en

carbono orgánico del suelo por medio de una disolución de dicromato de potasio

y

el calor de reacción que se genera al mezclarla con ácido sulfúrico concentrado

método se basa en el calentamiento de la muestra con ácido sulfúrico concentrado

y

posterior destilación con hidróxido de sodio recogiendo el destilado en ácido

posterior destilación con hidróxido de sodio recogiendo el destilado en ácido bórico

y

titulando con ácido sulfúrico al 0 . 25 N . La actividad enzimática se estimó

( Montgomery , 2004 ) . Previo al ANDEVA , la homogeneidad de las varianzas

y

la normalidad de los datos se verificaron y en caso necesario , se realizó una

ANDEVA , la homogeneidad de las varianzas y la normalidad de los datos se verificaron

y

en caso necesario , se realizó una transformación de los mismos . Además , se

Las diferencias estadísticamente significativas se reportaron cuando p < 0 . 05

y

se indicaron en las tablas con diferentes letras . Todos los análisis estadísticos

de la Tabla 2 , la porosidad total se correlacionó positivamente con la humedad

y

mostró una correlación negativa con la densidad aparente , sugiriendo que los suelos

compactación . La disponibilidad y movilidad de los iones asimilables en los suelos

y

las lombricompostas se manifiesta por los valores obtenidos de pH en las muestras

la expresión directa de la comunidad microbiana a los requerimientos metabólicos

y

a la disponibilidad de los nutrientes . Para las distintas muestras de suelo y tratamientos

residuos orgánicos al suelo contribuyó a aumentar la materia orgánica de los mismos

y

estimuló la actividad de la biomasa microbiana . La mayor actividad enzimática

nitrógeno generando una competencia por este elemento entre los microorganismos

y

por ende , haciendo disminuir su bioactividad . Por el contrario , el valor más

del suelo , debido a que este alcanzó una relación C / N más equilibrada

y

mostró concentraciones más altas de materia orgánica y N total , en comparación

, requieren tiempos cortos de estabilización , pueden alcanzar alta estabilidad

y

proveen muestras de aire que no afectan el funcionamiento de los medidores utilizados

primarios , ya que las magnitudes involucradas son independientes de la humedad generada

y

son susceptibles de medirse con alta exactitud ( Quinn , 1997 ) . Los generadores

anterior , se debe tomar en cuenta la ley de conservación de cantidad de movimiento

y

la ley conservación de energía ( Cengel y Boles , 2005 ; Carpentier , 2005

modelo de un generador híbrido , a partir del cual se hace una evaluación exhaustiva

y

se realiza un análisis de las magnitudes que intervienen . En la evaluación se

que tiene dos entradas y una salida . En una entrada se suministra aire seco

y

en la otra aire saturado con vapor de agua , cuyos flujos se mezclan en

( td ) , flujo másico ( fd ) y humedad ( rd ) ,

y

el aire saturado tiene ( PS , tS , fw , rw ) , respectivamente

de masa del aire seco . Si se considera que los flujos se mantienen estables

y

que el volumen de control no está en movimiento , la energía cinética y la

a 10 si se considera que la presión en la cámara prueba se mantiene constante

y

se reduce a 6 combinaciones cuando se desea conocer tdp . Evaluación de las magnitudes

primer caso que se analiza es la variación simultánea de la presión ( Ps )

y

la temperatura en el saturador ( ts ) , cuyo comportamiento se muestra en la Figura

observa que se requiere disminuir Ps hasta aproximadamente la presión atmosférica

y

aumentar la temperatura en el saturador . Mediante esta combinación se pueden alcanzar

control . Adicionalmente , al variar solo un flujo , por ejemplo el aire seco ,

y

al fijar el aire saturado a 1 g / min , se encuentra que se

aumentar fw y disminuir Ps ; los valores de HR disminuyen si se incrementa Ps

y

disminuye fw . El coeficiente de sensibilidad de fw es mayor en el intervalo de

: Los cambios en HR por cambios en la temperatura del saturador ( ts )

y

en el flujo de aire seco ( fd ) , se presentan en la Figura 4b

observa que la humedad relativa se incrementa al disminuir el flujo de aire seco

y

aumentar la temperatura del saturador . Por ejemplo , de la ecuación ( 7 ) se

valores altos de humedad se obtienen con presiones cercanas a la presión atmosférica

y

temperaturas menores que la temperatura ambiente . Por ejemplo , cuando Ps=101 .

presenta el efecto en la humedad relativa al combinar el flujo de aire húmedo fw

y

la temperatura de la cámara de prueba tc . Se observa que para aumentar HR

Se observa que para aumentar HR se requiere reducir la temperatura de la cámara

y

aumentar el flujo de aire húmedo . Por el contrario , HR se reduce al aumentar tc

( tc , fd ) : Al hacer variaciones simultáneas del flujo de aire seco

y

la temperatura de la cámara de prueba , se observa que la disminución de ambas

para alcanzar temperaturas de punto de rocío bajas se puede incrementar la presión

y

reducir la temperatura del saturador ; en el caso contrario se reduce la presión

y

se incrementa la temperatura del saturador . tdp ( fd , fw ) : Al

reduce Ps ( hasta un valor muy cercano al de la la presión atmosférica )

y

se incrementa fw ( hasta fw=30 g / min , el valor razonablemente medido en

5 °C . Los valores menores de tdp se obtienen al incrementar la presión Ps

y

reducir el flujo de aire húmedo ; en este caso el valor más bajo de

valor de ts , mientras que los valores más bajos se obtienen al incrementar fd

y

reducir ts ( Figura 9b ) . Con variaciones razonables de ambas magnitudes se pueden

En este trabajo se derivó un modelo híbrido para generación de humedad relativa

y

temperatura de punto de rocío , el cual , mediante algunas simplificaciones , permite

obtener los modelos del Generador de Dos Presiones , del Generador de Dos temperaturas

y

del Generador de Flujo de Dividido , los cuales son ampliamente conocidos . A diferencia

otros modelos , el modelo descrito se derivó usando la razón de masas por peso

y

tiene la ventaja de ser muy versátil en su materialización , ya que las magnitudes

permiten generar intervalos amplios de humedad relativa ( 0 % a 99 % ) ,

y

al menos 10 combinaciones para generar distintos valores de temperatura de punto

requeridos , del diseño de las partes involucradas , del intervalo de humedad a generar

y

de la incertidumbre esperada del generador . Predicción de potencia eólica utilizando

López Uriel Alejandro Introducción El continuo incremento en la demanda energética

y

el hecho que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas , aunado a

renovables sobre las energías convencionales se encuentra el hecho que son inagotables

y

los costos de operación , al igual que la producción de contaminantes , particularmente

renovables , como la solar y la eólica , son : su intermitencia o variabilidad

y

su difícil predictibilidad de la potencia disponible para ser aprovechada . Estas

una variabilidad en la potencia generada , se cuenta con energía no despachable

y

esta puede producir alteraciones en la calidad o en suministro . La producción de

gestión , el mantenimiento y la planificación del despacho de energía eléctrica

y

por otro , el impacto de un buen despacho se traduce en ahorros económicos importantes

otro , el impacto de un buen despacho se traduce en ahorros económicos importantes

y

un mejor aprovechamiento de los recursos renovables para los proveedores de electricidad

renovables para los proveedores de electricidad . Cuando la demanda de los usuarios

y

el despacho de los proveedores se estiman de manera sincronizada , los beneficios

un horizonte de predicción tal , que ayude a calcular la producción de potencia

y

que mejore el ajuste a las curvas de demanda reales . El pronóstico de energía

los modelos estocásticos la predicción se basa en el análisis de series de datos

y

se realizan mediante series de tiempo , técnicas estadísticas , y técnicas de

• La salida de las redes bayesianas dinámicas son distribuciones de probabilidad

y

no un valor puntual de pronóstico . • Permiten manejar información ruidosa o

valor puntual de pronóstico . • Permiten manejar información ruidosa o incompleta

y

son ideales para procesos intermitentes . Este artículo desarrolla dos tipos de

se parte de la propuesta original de construcción de RBD ( Murphy , 2002 )

y

se extiende para utilizarse en aplicaciones de pronóstico cuando se cuenta con conjuntos

. En particular , en este caso se utiliza para el pronóstico de viento ,

y

por lo tanto de potencia , en un horizonte de 5 horas . Esta propuesta se prueba

en la sección siguiente . Finalmente , la última sección concluye el artículo

y

presenta el trabajo futuro . Pronóstico de Potencia eólica El pronóstico de la

tiempo . El pronóstico a corto plazo se realiza desde milisegundos a pocos minutos

y

se emplea para el control activo del aerogenerador . Los pronósticos realizados

realizados en la escala de horas o hasta 3 días , son de mediano plazo

y

son útiles para la gestión del sistema de energía y el comercio de la misma

, son de mediano plazo y son útiles para la gestión del sistema de energía

y

el comercio de la misma . Estas predicciones sirven para decidir el uso de las

misma . Estas predicciones sirven para decidir el uso de las plantas convencionales

y

para la optimización del despacho de estas plantas . Los pronósticos realizados

plantas . Los pronósticos realizados a 5 - 7 días son llamados de largo plazo

y

se emplean para planeación del mantenimiento . La energía eólica es la energía

, o hasta velocidades grandes , 120 km / h correspondiendo a un huracán ,

y

puede tener una duración desde segundos hasta días . La energía eólica se utiliza

electricidad mediante la conversión de la energía cinética a energía mecánica

y

posteriormente a energía eléctrica mediante el aerogenerador . De acuerdo con la

( Burton , 2001 ) . La potencia disponible en el viento a una velocidad

y

que pasa a través de un área perpendicular está dada por donde ? es la

operación de Oaxaca . La Figura 1 corresponde a la curva de potencia de un aerogenerador

y

muestra la potencia eléctrica generada como función de la velocidad del viento

velocidad mínima a la que se empieza a generar potencia se llama velocidad de arranque

y

típicamente es de 3 m / s o 4 m / s . Conforme la

s o 4 m / s . Conforme la velocidad aumenta la potencia también ,

y

el aerogenerador opera a carga parcial hasta alcanzar la velocidad nominal , correspondiente

el comportamiento del viento mediante la estimación de variables meteorológicas

y

una asociación con la potencia eléctrica a través de curvas de potencia . Los

del terreno , como rugosidad , orografía y obstáculos , y de la atmósfera ,

y

modelan los perfiles locales del viento . Entre estos modelos se encuentran la predicción

2016 ) , el análisis de imágenes del cielo ( Chow , 2011 ) ,

y

el uso de modelos para los sistemas de generación . En los modelos estocásticos

los modelos estocásticos la predicción se basa en el análisis de series de datos

y

se realiza mediante diversas técnicas : • Series de tiempo . Utilizan datos históricos

predicciones de los cambios atmosféricos provenientes de ciertos modelos numéricos

y

no tienen suficiente precisión para predecir la velocidad del viento para horizontes

implícitamente excluye variables irrelevantes . A pesar de estas características ,

y

para apoyar la hipótesis de que con esta técnica se pueden obtener buenos resultados

Bayesianas dinámicas El problema de la energía eólica es su fluctuación en la potencia

y

su variabilidad de disponibilidad . Es decir , es un problema con incertidumbre .

Redes Bayesianas ( RB ) han demostrado su utilidad en aplicaciones reales en general

y

en energías alternas en particular ( Borunda , 2016 ) . Las RB representan las

es decir , se asigna un valor a los nodos conocidos con la evidencia e ,

y

se calcula la probabilidad de alguna hipótesis P ( H|E=e ) . Esto equivale al

meteorológicas involucradas en el análisis , donde la capa izquierda corresponde al tiempo t

y

la derecha al t + 1 . Nótese que todas las variables dependen de sí

+ 1 . Nótese que todas las variables dependen de sí mismas al tiempo anterior

y

algunas como la temperatura ( Temp _ 1 ) depende además de los valores anteriores

en ( N+1 ) capas o etapas . Por ejemplo , si se utilizan datos horarios

y

si se requiere pronosticar a 5 horas , la RBD se forma desenrollando la red

Se consideran seis capas dado que la primera capa corresponde a la capa de entrada

y

cada una de las cinco capas contiene el pronóstico de una hora en el futuro

Separar la base de datos históricos en dos conjuntos . Datos para entrenar la RBD

y

datos para validar su funcionamiento . Nótese que los datos deberán ser series

. 5 . Desenrollar la red de transición en ( N+1 ) rebanadas de tiempo

y

formar la RBD como la de la Figura 3 . Como se mencionó anteriormente , para

modelo consiste en la asignación de valores en la capa de variables al tiempo t

y

la propagación de probabilidades en la red hasta la sexta capa . El resultado es

las Naciones Unidas para el Desarrollo ( PNUD ) . Los datos históricos del viento

y

otras variables meteorológicas obtenidas de este centro , consisten en series de

específicas . Por ejemplo , se cargó evidencia de 0 : 00 horas ( medianoche )

y

se comparó con el pronóstico de las 5 : 00 am . Asimismo , se

instante dado usando datos históricos de pruebas . Las probabilidades se propagan

y

se obtiene la distribución de probabilidad posterior de la velocidad de viento en

manejo de modelos probabilistas . 4 . Cálculo del valor numérico de la predicción

y

comparación con el valor real del archivo de datos de prueba . Este punto se

de prueba . Este punto se detallará más adelante . 5 . Cálculo de la diferencia

y

estimación del error de predicción . Alternativamente , el entrenamiento de la

Medido ” y “ Estimado ” representan el valor medido de la velocidad del viento

y

el valor pronosticado , respectivamente . Como se aprecia hay horas en las que el

aprecia hay horas en las que el pronóstico es muy cercano a los valores reales

y

otras donde la diferencia es más significativa . La desviación del valor pronosticado

se calcula mediante la siguiente ecuación : donde VelVreal es la velocidad medida

y

VelVforecast es la pronosticada . Este mecanismo se usa por ingenieros instrumentistas

? n V elViPi donde V elVi es el valor central del intervalo i ,

y

Pi es la probabilidad del intervalo . La estimación de la incertidumbre del pronóstico

probabilidad posterior de la velocidad del viento Pt+k , donde t es el tiempo actual

y

k es el horizonte de pronostico ( número de rebanadas de tiempo por delante )

sigla en inglés ) correspondiente al error medio de la predicción al cuadrado ,

y

se define como ( Osman , 2001 ) : Los errores reportados en la Tabla 1 se

a la media ( b ) Sin ajuste a la media potencia de corto plazo

y

la metodología para aprender estos modelos . La innovación en nuestras RBD consiste

perceptrón multi - capa . Cada uno de estos dos modelos de predicción se evalúa

y

se compara para seleccionar aquel con el más alto rendimiento . En el caso del

. De esta manera , se aprovecha mejor el poder de los aproximadores de funciones

y

de los métodos para manejo de incertidumbre . En este artículo se presenta el desarrollo

. También se extiende en este artículo una descripción de los errores medidos

y

una discusión sobre el uso complementario de los modelos Bayesianos y las redes

los datos de la estación meteorológica del CERTE del INEEL en La Ventosa , Oaxaca

y

los resultados muestran que la Inteligencia Artificial tiene mucho que ofrecer en

relacionados con las energías renovables . La IA ofrece mecanismos de aprendizaje

y

de representación de conocimiento que pueden traducirse en métodos más eficientes

también se estudiará la condición de que el proceso de pronóstico sea Markoviano

y

se analizarán las consecuencias de esta restricción . Finalmente se examinarán

consecuencias de esta restricción . Finalmente se examinarán las series de tiempo

y

se determinará si son estacionarias , y en caso de no serlo se definirá un

Finalmente se examinarán las series de tiempo y se determinará si son estacionarias ,

y

en caso de no serlo se definirá un modelo de RBD para cada etapa .

principal propósito que persigue es suavizar la señal , eliminando ruido de la misma ,

y

depurar los inicios y finales de evento , así como los cambios de rasante .

. En definitiva , el filtro de la traza de caudal afecta al resto de procesos

y

de ahí su importancia . Las herramientas comerciales disponibles para la desagregación

BuntBrainForEndUses® ( Arregui , 2015 ) , están descritas someramente en la literatura científica

y

no se ha encontrado evidencia sobre si emplean algún tipo de filtro . Por otro lado

que se hizo necesario el desarrollo de un filtro que superara dichas imprecisiones

y

mejorar la calidad de la señal de caudal . El algoritmo de filtrado propuesto complementa

, a partir del cual se considera que se produce realmente un cambio de gradiente

y

comienza o finaliza un flanco ( el límite superior es 75 grados y el inferior

pertenece al mismo , de forma que si simultáneamente es superado el umbral de porcentaje

y

se cumplen las condiciones de ruido de fisura , el salto no sea suprimido ,

, un rectángulo de altura el caudal medio de la traza de caudal original –

y

, a su vez , maximizan la adaptación a la traza original – la solución óptima

fugas , que , respectivamente , pueden llegar a consumir grandesvolúmenes de agua

y

suelen ser de larga duración , pero que , al mismo tiempo , presentan normalmente

lugar el solapamiento de usos , el nivel de caudal alcanzado en estos es mayor

y

, por consiguiente , también lo será la magnitud de los saltos de caudal que corresponden

presión por unidad de longitud del tubo depende del flujo volumétrico aplicado

y

de las características del medio poroso , determinadas por el tamaño y forma de

medio de un conjunto de fibras en un medio , pueden idealizarse como partículas

y

, la forma de estas se caracterizan por presentar irregularidades ; generalmente

describir este tipo de proceso conlleva la determinación de correlaciones empíricas

y

la determinación experimental de la porosidad del medio . El bambú Los materiales

en el tercio exterior de la pared , 10 - 25 % en el medio

y

solo 10 - 20 % en el tercio interior , existiendo diferencias significativas entre

en el campo de la construcción . El análisis de cómo se transporta un fluido

y

la propuesta de un modelo es significativo porque permite conocer las condiciones

es significativo porque permite conocer las condiciones en las que este se realice

y

las características necesarias para el paso del fluido . Aunque existen trabajos

partícula ” al medio poroso donde se lleva a cabo el transporte de fluido ,

y

es entre ellos donde existe espacio vacío que se llama “ poro ” , este

se utilizó la zona media del culmo con el propósito de observar comportamiento

y

contrastar resultados ; en esta figura pueden también observarse las dimensiones

resultados ; en esta figura pueden también observarse las dimensiones de los mismos

y

que mantienen una relación aproximada de altura igual a dos veces el diámetro interior

constituido por una bomba que introduce el fluido a una ampliación de acero con manómetro

y

que se une por un tubo de teflón a la muestra de bambú , con

2008 ) . Existen parámetros que correlacionan el aumento en la población mundial

y

la demanda de energía mundial , tal como el PIB ( Producto Interno Bruto )

través del tiempo la relación de consumo entre sociedades con aumento en el PIB

y

la demanda energética han prevalecido ( Darmstadter , 2004 ) . El Panel Intergubernamental

diseño de edificaciones sustentables , la ejecución de medidas de ahorro energético

y

la aplicación de conceptos bioclimáticos son totalmente pertinentes . La edificación

potencial de ahorro . La tendencia actual es que el arquitecto diseña los espacios

y

el ingeniero define las instalaciones requeridas . La arquitectura bioclimática

sustentable generalmente se basan solo en la identificación , aplicación de conceptos

y

adición de estrategias , es decir , aplicación de medidas cualitativas , sin considerar

tanto para cuantificar la eficacia técnica de la estrategia como la económica ,

y

así conjuntar las ventajas de la aplicación de la arquitectura bioclimática con

mediante el ajuste de la temperatura de operación de los sistemas de enfriamiento

y

la modificación de los sistemas de iluminación y acristalado . Moreci et al . (

demanda de refrigeración anual hasta 37 % , mediante la selección de los materiales

y

la implementación de una estrategia de ventilación . Ihara et al . ( 2015 )

efectos contradictorios entre el ahorro energético obtenido en climatización ,

y

del mayor gasto por iluminación artificial derivada de la selección de los cristales

finalidad de este trabajo es demostrar que es posible mejorar el desempeño térmico

y

disminuir el consumo energético de una edificación llevando a cabo su estudio ,

siguió sin demeritar la importancia de la adecuación del proyecto arquitectónico

y

el uso de materiales novedosos , sino como un primer paso para la mejora del

edificaciones . El TMY tipifica las condiciones meteorológicas a un sitio de interés

y

está basado en varios años de datos meteorológicos . Crawley et al . ( 2008

sintéticos que representan las variables meteorológicas de manera más apropiada

y

harán predicciones de resultados más cercanos a los promedios a largo plazo . Remund

acristalado . La geometría del edificio se creó utilizando el software Google SketchUp 8

y

la información se extrajo utilizando planos de AutoCAD . Además de la geometría

utilizado para el control de temperatura se establece como 20°C para la calefacción

y

28°C para la refrigeración . De esta forma , el módulo cuantifica de manera simplificada

artificial . Usando TRNSYS Simulation Studio se incorpora la información climatológica

y

se manipula la información de salida de la edificación . Evaluación impermeabilizantes

grados de acero al silicio ( con o sin aleaciones con otras susencias ) ,

y

empleando diferentes procedimientos . Para disminuir las pérdidas por corrientes

2a , se muestra un esquema de la estructura de una lámina tipo transversal ;

y

en la 2b se observa el rotor con las láminas transversales montadas , mostrando

, se puede ver un esquema de la estructura de una lámina tipo axial ,

y

en la 2d un rotor con las láminas axiales montadas . Con esta disposición las

que el cos ? N es bastante inferior en el SynRM respecto al IM ;

y

la eficiencia es mayor ( Eficiencia en motores IE4 Super Premium y SynRM IE4 -

existirán las pérdidas de deslizamiento , porque no se tiene devanado en el rotor

y

dicho deslizamiento es cero . Otras características comparativas pueden analizarse

densidad de momento ( densidad remanente de flujo menor a 0 . 5 T )

y

tiene un mayor riesgo de demagnetización ( debido a su menor fuerza coercitiva )

IE4 son clases de eficiencia según la norma IEC 60034 - 30 ( 2008 )

y

N es el subíndice que significa valores nominales En el PMa - SynRM , con

momento desarrollado consiste de dos componentes : a ) El momento de reluctancia

y

b ) el momento debido a los imanes permanentes insertados . efecto de los iManes

V ) ( 6 ) En el caso del SynRM , Vd es siempre negativo

y

Vs queda en el segundo cuadrante ( ver Figura 4 ) . Sin embargo , para el

según sea su valor , Vs se desplazará más o menos hacia el primer cuadrante

y

, en consecuencia , F y cosF variarán . Por ejemplo , si EPM aumenta , F

) . La densidad de momento puede mejorarse en aproximadamente 45 % usando ferrita

y

100 % utilizando NdFeB ( Spargo , 2014 ) . La colocación de los imanes

de 0 . 5 hasta 0 . 7 – 0 . 8 empleando ferrita ,

y

puede sobrepasar 0 . 9 con el empleo de NdFeB ( Vartanian y Toliyat ,

imanes permanentes también permite una reducción de la capacidad en VA del AFV

y

por tanto , de las dimensiones . Esto lleva lógicamente a una reducción del costo

estator del IM para mantener las pérdidas de cobre de las tres máquinas iguales

y

asegurarse que los devanados están adecuadamente cargados . En la Tabla 2 se evidencia

que el PMa - SynRM desarrolla más momento que el SynRM y el IM ;

y

que el rizado de momento es mayor en el PMa - SynRM que en el

mencionado arriba . Deben reiterarse las diferencias en costos entre ambos tipos de imanes

y

en cuestiones operacionales entre ambos tipos de máquina . Discusión y análisis

por menor costo capital ( costo diferencial ) , reducción del consumo de energía

y

reducción de la demanda máxima . A la empresa en cuestión , se le aplica

consideraron variaciones del margen de riesgo , ya que este afecta la tasa de descuento

y

queda incluido al variar esta . Conclusiones Se realizó un estudio de las características

características hidroquímicas generadas por la interacción agua / sedimento del acuífero

y

determinar las condiciones de calidad del agua subterránea . Para ello , ( 1 )

matriz agua - sedimento , se suscitan procesos de intercambio catiónico reverso

y

meteorización de los mineralespresentesenlasformacionesqueconformanelacuíferoanalizado

seguro del agua es esencial para el mantenimiento del valor ecológico en el planeta

y

para la subsistencia de la vida [ 1 ] , [ 2 ] , [

de los estándares propuestos para su uso . Dado el crecimiento de la población

y

el correspondiente desarrollo de actividades agropecuarias , ganaderas , industriales

por su limitado contacto con las actividades que se desarrollan en la super ? cie

y

el proceso de ? ltración natural durante su percolación [ 2 ] . No obstante ,

información que haga evidente los impactos generados por la actividad antrópica ,

y

sirvan para la adecuada planeación y uso sostenible , en pro de prevenir y evitar

, y sirvan para la adecuada planeación y uso sostenible , en pro de prevenir

y

evitar riesgos a la salud de los asentamientos humanos que hacen uso de este recurso

subterránea extraída de la cuenca del Río Chicú , por medio de análisis descriptivos ,

y

de igual manera se llevó a cabo un análisis de componentes principales ( ACP )

agua subterránea , con la normatividad Colombiana de Calidad para consumo humano

y

para irrigación . 2 Materiales y métodos 2 . 1 Área de estudio La cuenca

Figura 1 . ) . Económicamente es un agro - ecosistema de tendencia ecoturística

y

de economía manufacturera [ 14 ] , donde se produce mayoritariamente papa , ? ores

. Geográ ? camente , se encuentra limitada al este por la Serranía de CotaChía

y

al oeste por la Serranía de Tabio - Tenjo , que conforman la zona montañosa

valores de temperatura medios mensuales de 13 . 7 ± 0 . 2 ? C

y

una precipitación media anual de 749 . 7 ± 156 . 8 mm de comportamiento

depósitos no consolidados arcillosos con intercalaciones lenticulares de arenas ? nas

y

niveles delgados de gravas y turbas y localmente limos , áreas fangosas y arcillas

recipientes color ámbar previamente purgados , refrigerados a 4 ? C en oscuridad ,

y

trasportadas al laboratorio para su posterior análisis . A la totalidad de las muestras

totalidad de las muestras se analizó in situ temperatura ( T ) y pH ,

y

en laboratorio , los iones mayoritarios ( calcio ( Ca2+ ) , magnesio ( Mg2+

Spectrophotometer ) , utilizando radiación ultravioleta a la longitud de onda de 220 nm

y

realizando una corrección de la absorbancia a 275 nm , siguiendo el estándar 4500

analizados , las cuales traen consigo un aumento en la incertidumbre del análisis

y

en la precisión de los datos obtenidos en el mismo . Acorde al % CBE

entre las variables analizadas para cada pozo , al comparar diferentes masas de agua

y

trazar la evolución hidrogeoquímica del agua subterránea [ 13 ] . Como primera

entrelosionesmayoritariosyminoritariosanalizados , usandoelcoe ? cientede Pearson ,

y

posteriormente , las relaciones entre fueronanalizadas , buscando determinar la existencia

una matriz de identidad [ 32 ] , es decir si las variables no se relacionan

y

, por lo tanto , son inadecuadas para la detección de estructuras [ 33 ] . Posteriormente

piedemonte de la Serranía Tabio - Tenjo [ 7 ] , [ 13 ] ,

y

la limitada recarga de agua meteórica , debido al dé ? cit hídrico que se

la materia orgánica , con los compuestos ferrosos del agua marina [ 19 ] ,

y

su respectiva oxidación en iones sulfato por su interacción con aguas de recarga

gobernada mayormente Al analizar las mayores correlaciones ( r > 0 . 70 ) ,

y

comparándolas con las líneas de relación molar , generadas al asumir que la composición

3 y CO2 ? 3 en meq ? g es de 2 : 1 ,

y

que los puntos que están a lo largo o cerca de la línea de relación

equilínea son considerados como resultado de la disolución de carbonatos o sulfatos

y

los valores por encima son producto del intercambio catiónico y la meteorización

componentes principales Previo al análisis , los datos fueron log - normalizados

y

al aplicar el test de shapiro - wilk , se obtuvo que los datos no

esfericidad de Barlett fue calculado con los datos obtenidos para los dos muestreos ,

y

se obtuvo que los datos presentan una diferencia estadísticamente signi ? cativa

Tabla 5 muestra las cargas de cada variable ? sicoquímica analizada en cada factor ,

y

en cuyo análisis se tuvo en cuenta que las cargas de las variables analizadas presentaran

desarrolla en la matriz sedimentaria del acuífero , disolución de minerales carbonatados

y

la in ? uencia que presenta el pH en estos procesos . Así mismo ,

y N ? NO ? 3 , estaría relacionada con el proceso de enriquecimiento iónico

y

su baja concentración en la matriz agua - suelo . El segundo factor ( PC2 )

los minerales ricos en sulfato presentes en la matriz sedimentaria del acuífero

y

la dilución de compuestos ricos en sulfato o potasio por el uso de fertilizantes

interacción entre las actividades agrícolas que suprayacen en el área de estudio

y

su efecto sobre la calidad del agua subterránea . Además , se observa una relación

este tipo de aguas , se recomienda la aplicación de un tratamiento convencional

y

la determinación de parámetros microbiológicos para las mismas . En relación con

de las aguas subterráneas con los minerales presentes en las rocas del cretácico

y

por el uso de fertilizantes inorgánicos ricos en sulfato y potasio . En comparación

y el dique Oeste ( fase 2 . a ) , actualmente en construcción ,

y

tiene la función de completar el abrigo proporcionado por el dique principal del

temporales superiores a los estados límite deﬁnidos ( Hs=8 , 75 m en tronco )

y

ha reducido considerablemente el coste económico y el consumo de hormigón del dique

correspondiente al dique sur de 0 , 45 km de longitud construido en 2012 ,

y

la fase 2 . a , correspondiente al dique Oeste que continúa la traza del

h=5 , 0 m . Los temporales del NW son los dominantes en la zona

y

el contradique queda parcialmente abrigado a los grandes temporales del NW . A partir

especialmente eﬁcaz si se tiene un conocimiento profundo de la obra a realizar

y

se dispone de un proyecto base completo , que permita deﬁnir de una forma unívoca

de ejecución y pensando en la construcción ( costes logísticos ) ; se detectan

y

solucionan los posibles errores del proyecto inicial y se consigue un diseño constructivo

logísticos ) ; se detectan y solucionan los posibles errores del proyecto inicial

y

se consigue un diseño constructivo ﬁnal mucho mejor , más ﬁable y de menor

lo que se ha diseñado , 3 ) la sociedad que impulsa los procesos innovadores

y

reduce los costes económicos y ambientales de las obras , y 4 ) la comunidad

procesos innovadores y reduce los costes económicos y ambientales de las obras ,

y

4 ) la comunidad técnica y cientíﬁca que pone en valor los conocimientos para

empresas constructoras pasa por competir eﬁcazmente en el mercado internacional

y

para ello es necesario movilizar toda la capacidad disponible de innovación y eﬁciencia

, que desde los años 80 se han construido a cientos por todo el mundo

y

consumen mucho menos hormigón . El ahorro de hormigón de los mantos monocapa es

ensayos físicos que sirvieron de base para el diseño de la variante de cubípodos

y

después se describe la construcción del dique Oeste . 2 . Diseño de la

fase 2 . a ) arrancan del dique sur ( fase 1 . a )

y

completan el contradique del puerto con una longitud total de 1 , 35 km .

( 6 ) Se manipulan con pinzas de presión ( mayor seguridad del personal )

y

se colocan fácilmente de forma aleatoria en el manto , utilizando grúas convencionales

trabazón , los cubípodos son mucho más fáciles de manipular y colocar en obra

y

no tienen limitación de profundidad ( sin límite máximo de ﬁlas en talud ) o

avance en cuña del manto monocapa ( sobre capa de ﬁltro de espesor máximo )

y

se coloca en cuña inversa el manto bicapa ( sobre capa de ﬁltro de espesor

monocapa y bicapa , se aumenta la capa de ﬁltro en el trapecio de transición

y

ﬁnalmente se avanza con la cuña monocapa apoyándose en la cuña bicapa . De ese

la cuña bicapa . De ese modo , se apoya siempre la escollera sobre cubípodos

y

se consigue la continuidad del talud exterior del manto . En los ensayos del

comprobó la elevada estabilidad hidráulica de la berma de pie de escollera de 4 t

y

se midió el rebase y las presiones sobre el espaldón , veriﬁcándose que los

Las obras se iniciaron en abril de 2015 ( par - que de bloques )

y

el manto del contradique se completó ( excepto remates ) en diciembre de 2015 .

. Los cubípodos de 25 t se recuperaron del morro y trasdós del dique sur

y

se han utilizado en la primera alineación del dique Oeste . Los cubípodos de 15

15 t se han recuperado del dique norte y del trasdós del dique sur ,

y

se colocarán en la coronación del nuevo dique , donde la solicita - ción es

coronación del dique , el contradique está protegido frente a los temporales ordinarios

y

la dársena del puerto ya está correctamente abrigada . El espaldón y la coronación

, respectivamente . La construcción del dique Oeste se empezó en abril de 2015

y

, a excepción del espaldón y la coronación del dique , se terminó en diciembre

frecuencia de los eventos extremos se basa exclusivamente en el uso de información local

y

presenta el inconveniente de la escasa longitud de las series de observaciones disponibles

extremos tomando como base los métodos del índice de avenida ( Dalrymple , 1960 )

y

los L - momentos ( Hosking , 1990 ; Hosking y Wallis , 1997 )

Algunas de las estimaciones realizadas hasta la fecha se centran en el análisis local

y

toman como base el ajuste de la función de distribución de Gumbel ( Gumbel ,

cuencas de los principales ríos del país fueron las peores de los últimos 150 años

y

costaron la vida a 800 personas y afectaron a otros 4 . 5 millones de

fueron las peores de los últimos 150 años y costaron la vida a 800 personas

y

afectaron a otros 4 . 5 millones de personas . Algunas estimaciones apuntan a que

este estudio está formada por las cuencas internas de la provincia de Cabo Delgado

y

se localiza en la zona norte de Mozambique . Las principales cuencas son las de

está marcada por toda la franja litoral de Cabo Delgado sobre el Océano Índico

y

discurre fundamentalmente en dirección norte - sur . La orientación de los ejes

principales de las cuencas que componen la región discurre en dirección oeste - este

y

vierten sus aguas en el Océano Índico . El clima de la región está

alcanza los 1020 mm . La temperatura media anual se sitúa en 25 . 2˚C

y

oscila entre 24 . 3˚C y los 26 . 1˚C . La humedad relativa es

entre 24 . 3˚C y los 26 . 1˚C . La humedad relativa es elevada

y

alcanza valores entre el 70 y el 80 % . La población de las

anuarios de observaciones meteorológicas del Servicio Meteorológico de Mozambique

y

pueden ser descargados gratuitamente en formato digital ( http : / / docs . lib

, 1993 ) . Los L - momentos fueron introducidos por Hosking ( 1990 )

y

constituyen un sistema alternativo para describir las formas de las funciones de

alternativo para describir las formas de las funciones de distribución de probabilidades

y

se derivan de los momentos ponderados probabilísticamente ( MPP ) de Greenwood et

región . Los cambios de tendencias , así como los valores anómalos ( outliers )

y

demás errores muestrales de las series de observaciones se reflejan en sus respectivos

) tiene como objetivo evaluar el grado de heterogeneidad de la región propuesta

y

compara la variabilidad de los ratios de los L - momentos muestrales de las estaciones

descriptiva . La obtención de la medida ZDIST se basa en simulaciones de Monte Carlo

y

lleva el mismo proceso que el descrito en la etapa anterior para la medida de

la ecuación anterior se define por el error medio cuadrático relativo ( RMSE )

y

se evalúa siguiendo las recomendaciones dadas por Hosking y Wallis ( 1997 ) , basadas

metodología del ARF se encuentran implementada en los paquetes lmomRFA ( Hosking , 2014a )

y

lmom ( Hosking , 2014b ) que funcionan bajo R , entorno de programación para

estaciones que ocupan las partes media y alta de las cuencas internas de Cabo Delgado

y

están emplazadas entre los 200 y los 850 m de altitud , observándose , en

estaciones están localizadas en la franja litoral de la provincia de Cabo Delgado

y

tienen como característica común la altura a la que se encuentran emplazadas (

correlación obtenido de la matriz de correlaciones de las 12 estaciones de la región

y

que es igual 0 . 171 . Por esta razón se recalcularon los correspondientes valores

) y forma ( k ) estimados regionalmente a partir de los L - momentos

y

se expresa como : Los parámetros de la ecuación anterior se determinan en

300 mm . Si se toma como referencia el período de retorno de 100 años

y

se comparan los resultados obtenidos en este estudio con los derivados por Ngongondo

de retorno de las estaciones de la región G2 se sitúa en los 208 mm

y

resulta coincidente con el obtenido en el presente estudio . Se destaca también

de las precipitaciones máximas basado en el uso de datos locales exclusivamente

y

justifican la conveniencia del análisis regional como alternativa a la carencia

RESUMEN El fenómeno del golpe de ariete es conocido desde el siglo XIX

y

su formulación matemática , en término de ecuaciones diferenciales , se debe a

fenómeno debe ser considerado a la hora de diseñar una instalación hidráulica

y

, actualmente , forma parte de la práctica usual de la ingeniería hidráulica .

del fluido ( Du ) : En donde r es la densidad del fluido

y

c es la velocidad de la onda de presión . Esta expresión también fue propuesta

fenómeno transitorio en una instalación que se encontraba en régimen permanente

y

no existía perturbación alguna al flujo . Esta anomalía fue el motivo para realizar

trabajo son : a ) revisar el desarrollo teórico presente en la literatura actual

y

b ) proponer una nueva deducción de las ecuaciones que incluyen el estado inicial

, el peso específico del agua ; u es la velocidad media en la sección

y

j es la pérdida de energía por unidad de longitud . Se implementó un programa

a las Ecuaciones ( 2 ) y ( 3 ) , es de entidad pequeña

y

existen otros factores cuya incertidumbre es más relevante ( presencia de aire o

el área de la sección transversal . Este flujo varia de una sección a otra

y

su diferencia , de acuerdo al principio de conservación de la masa , debe ser

una inconsistencia conceptual . Dicha ecuación es referida a un volumen de control

y

, por su definición , el volumen no puede cambiar de volumen . La derivada

8 ) se consideran únicamente los flujos a través de las secciones transversales

y

no se atiende al flujo lateral que surge del desplazamiento de la pared de la

el instante inicial , la tubería se encontraba sujeta a un gradiente de presión

y

, por lo tanto , existe un cambio inicial que debería sustraerse en las Ecuaciones

exprese de este modo porque al ser un movimiento perturbado también la densidad cambia

y

esto debería afectar la cantidad de movimiento . Sin embargo , no se hace mención

, y la pared de la conducción . El volumen se desplaza hacia la derecha

y

en el instante t+∆t el volumen ha cambiado de forma , Vm ( t+∆t )

Respecto a la cantidad de movimiento , su variación en los volúmenes Vm ( t )

y

Vm ( t+Dt ) se debe a las fuerzas actuantes . A diferencia de las

se debe considerar el estado inicial para el cual existe un gradiente de presión

y

, según la Ecuación ( 23 ) , también existe un gradiente en la densidad

elasticidad del material . La tubería aumenta su perímetro en una longitud de πDε

y

, por lo tanto , el aumento radial es ∆r = Dε / 2 . Componiendo todos

deducir el incremento en el área debido a un cambio en la presión :

Y

análogamente a lo expuesto para la densidad , se determinan las derivadas parciales

y x+Dx da lugar a una fuerza según la dirección del flujo :

Y

las fuerzas viscosas pueden representarse mediante su efecto en la caída de presión

velocidad ( ru ) : La primera integral del miembro de la derecha se integra

y

luego se distribuye la derivada parcial temporal : La segunda integral se resuelve

Luego se expanden los productos descartando los infinitésimos de orden superior ;

y

la variación en el área se relaciona con la variación de la presión ( teniendo

continuidad . Se procede a multiplicar la Ecuación ( 35 ) por la velocidad u

y

así se eliminan los nuevos términos introducidos en ( 45 ) : Igualando la

el cambio de variables en las Ecuaciones ( 35 ) y ( 47 ) ,

y

se las divide por el peso específico : La ecuación de las características se

transforman en diferenciales totales , siempre que se cumplan las condiciones :

Y

despejando se obtiene que : Que es el resultado que se esperaba encontrar ,

fluido incompresible y tubería rígida : la conducción posee diámetro constante

y

la velocidad no varía con el recorrido , esto es , ∂u / ∂x =

velocidad es también nula , ∂u / ∂t = 0 , la aceleración es nula

y

la ecuación de cantidad de movimiento se reduce a un balance de fuerzas :

la variación local de la presión es nula : ∂p / ∂t = 0 ,

y

las variables del escurrimiento permanecerán constante en el tiempo . Se realizó

a 1123 K durante 24 horas ( en atmósfera inerte ) a fin de homogeneizarlos

y

se analizó la composición química de los mismos por fluorescencia de rayos X (

de calentamiento lineal tienen un comportamiento similar al mostrado en la Fig . 1

y

no se muestran en este trabajo , aunque las temperaturas de los picos de la

el primer pico exotérmico podría estar asociado a la formación de la fase Ll0 ,

y

el segundo pico correspondería a la transición de fase Ll0 → Ll2 . Es importante

muestras en el equipo de DSC a una velocidad de calentamiento de 10 K min−1

y

se extrajeron del equipo al alcanzarse las temperaturas de 450 , 525 y 675 K

equipo al alcanzarse las temperaturas de 450 , 525 y 675 K , respectivamente ,

y

posteriormente se midió la dureza en función del tiempo de recocido para cada una

isotermo como en programa lineal de calentamiento ( Gotor et al . , 2000 )

y

puede ser representada en su forma logarítmica por la siguiente expresión : El

reflejada por ésta es recogida por el objetivo , atraviesa el espejo semitransparente ,

y

continúa por el tubo óptico del microscopio hasta el ocular y / o hasta una

polarizar o polarizada . En este último caso , suele emplearse una platina rotativa

y

puede intercalarse un segundo polarizador ( llamado analizador ) en el tubo óptico

acabado superficial influyan en la observación , las muestras se embuten en resina

y

la preparación resultante se pule cuidadosamente . Tradicionalmente , la identificación

su estructura y textura , etc . La mayoría de estas propiedades son cualitativas

y

su determinación requiere la intervención de un observador con cierta experiencia

procedimientos de identificación tradicionales tienen una fuerte componente subjetiva

y

resultan difícilmente automatizables . Bowie y Taylor ( 1958 ) propusieron el primer

una línea que recorría el rango de valores de reflectancia que podía mostrar ,

y

más adelante McLeod y Chamberlain ( 1969 ) propusieron otro más completo en el

considerables solapamientos en los rangos de reflectancia medida con luz blanca ,

y

la medida de la microdureza era difícilmente automatizable . Por este motivo se

eran las más prometedoras para conseguir la identificación objetiva de menas ,

y

en su reunión de 1964 adoptó como objetivos la preparación de una serie de patrones

manuales mediante contaje de puntos sólo resultan abordables en estudios aislados ,

y

no es factible su aplicación generalizada en la industria . En esta situación

el análisis cuantitativo de fases mediante técnicas de microscopía electrónica

y

, efectivamente , sobre esta base se pusieron a punto diversos sistemas . En el

principio , del orden del millón de dólares USA , aunque tiende a bajar ) ,

y

no está al alcance de la mayor parte de las empresas ( ni de las

permitirse invertir grandes cantidades de dinero en laboratorios de última generación ,

y

que puedan recurrir a la realización de análisis microscópicos manuales en caso

porque usaban dos patrones de reflectancia ( alta y baja ) para su calibración ,

y

empleaban una cámara CCD monocroma y una rueda de filtros para adquirir varias imágenes

cámara CCD en color RGB fueron analizadas por Pirard et al . ( 1999 )

y

el sistema RGB fue ensayado por Berrezueta y Castroviejo ( 2007 ) . Pirard (

imágenes microscópicas de reflectancia especular en distintas bandas del espectro ,

y

por otro se desarrolla un método operativo para calibrar y manejar dicho equipo

ordenador que ejecuta el programa que controla los distintos elementos del instrumento

y

que aplica el método operativo avanzado para calibración y operación del sistema

que permite el paso de luz con longitudes de onda entre 300 y 1300 nm

y

refleja el resto , incluyendo el calor , hacia el interior del iluminador ( Fig

elementos del instrumento ( microscopio , cámara , rueda de filtros y platina )

y

que ejecuta una aplicación de software especialmente desarrollada para operar el

valores de Z en el resto de las bandas ( Fig . 6 ) ,

y

se guardan en un archivo para su uso ulterior . Esta operación debe realizarse

adquisición de una imagen multiespectral . Para evitar que los defectos superficiales

y

las partículas de suciedad del patrón puedan falsear la calibración , el procedimiento

procedimiento desarrollado realiza un pequeño barrido en X e Y sobre el patrón

y

promedia las imágenes de los campos recorridos aplicando un novedoso algoritmo que

, que localiza los cuatro puntos más próximos a las esquinas de la imagen ,

y

extrae las coordenadas de imagen de sus respectivos centros de gravedad ( XCGi ,

el tiempo de exposición de la cámara , aplicar el ajuste de posición de enfoque

y

seleccionar el filtro de la rueda que corresponden a cada una de ellas . Dado

optar por acumular 16 cuadros consecutivos de la cámara o por acumular menos cuadros

y

desplazar el acumulador a la izquierda , en función de las necesidades de velocidad

de las distintas bandas , que además presentan una escala geométrica prefijada

y

cuyos ejes son paralelos a los ejes de la platina , por lo que resulta

. La lista se amplió a 70 minerales en una segunda fase de adquisición ,

y

los datos obtenidos han sido incorporados a las bases de datos de IMA / COM

calcopirita , pirrotita , cubanita , covellina , hematites , magnetita y esfalerita ) ,

y

las compara con las curvas publicadas en el rango visible ( Criddle y Stanley ,

aleatoriamente una parte de las zonas , se utiliza para entrenar el clasificador ,

y

el otro , con el resto de las zonas , se utiliza para ponerlo a

y la distancia mínima ) . Las zonas mal clasificadas se representan en rojo ,

y

las bien clasificadas en azul . Se puede observar que las zonas mal clasificadas

Posteriormente , se contabiliza el número de píxeles asignado a cada número de etiqueta ,

y

con dichos datos se obtienen los resultados del análisis modal . 7 . DISCUSIÓN

ha entrenado el sistema con los píxeles del 70 % de las zonas seleccionadas

y

se clasifican los píxeles del 30 % restante de las zonas . Las menas

análisis de las principales fortalezas y limitaciones metodológicas de cada técnica

y

, en la columna derecha , con la indicación del equipo que podría considerarse

ojo humano , se eliminan los problemas relacionados con la fatiga del observador

y

se alcanzan cotas de producción impensables para un operador humano ( por ejemplo

de la información mineralógica ( imagen ) se hace una sola vez , se archiva

y

luego se puede procesar matemáticamente tantas veces como se desee para responder

precio del sistema CAMEVA es mucho más asequible ( en torno al 15 % )

y

sus requerimientos de infraestructura y mantenimiento , mucho menos exigentes . Además

programación de los sistemas MEB está prevista para una asociación determinada

y

debe cambiarse al variar ésta , lo que puede ocurrir en distintas zonas de un

admiten variación composicional sin cambiar necesariamente las propiedades ópticas

y

los polimorfos tienen la misma composición , aun variando las propiedades ópticas

porque los sistemas MEB determinan sólo con aproximación las composiciones químicas

y

no pueden discriminar entre fases minerales de composiciones próximas . No obstante

principales óxidos ( hematites , magnetita , goethita , limonita ) son parecidas

y

, a pesar de recientes avances ( Figueroa et al . , 2011 ) ,

partir de la información espectral VNIR disponible en una base de datos específica ;

y

sugieren prestaciones similares para otras menas , a partir de las medidas de reflectancia

De hecho , en la literatura no hay un modelo evidente que relacione estos ensayos

y

se debe recurrir a una calibración para cada material . Una de las causas de

( CEN Workshop Agreement , 2006 ) . Si bien ya se han realizado

y

se están llevando a cabo muchos ensayos SPT en materiales de distintas naturalezas

Asimismo , es complicado predecir los valores de ductilidad mediante el ensayo SPT ,

y

por tanto , deben obtenerse directamente de la medición del espesor de la probeta

comportamientos extremos definirán los límites del comportamiento en cuanto al ensayo SPT

y

permitirán predecir las variaciones de espesores de aceros 316L en condiciones intermedias

mm de espesor donde la bola cuenta con un diámetro de 2 , 4 mm

y

el hueco donde la muestra apoya tiene 2 mm de radio . Las probetas de

endurecido presentan una gran diferencia en su comportamiento de carga soportada por SPT ,

y

el comportamiento del acero 316L SLM se sitúa entre ambos , como cabía esperar

volumen de trabajo “ eficaz ” de la probeta SPT no está claramente definido ,

y

es claramente menor que el volumen descrito por el anillo que define el agujero del

adecuada conversión de los datos mecánicos de un ensayo SPT a uno de tracción ,

y

pone de relieve que modelos sencillos teóricos propuestos asumiendo geometrías

. Por eso en el ensayo SPT no está definido con claridad un YS

y

se suelen tomar diferentes criterios para ajustar o calibrar a un valor razonable

a 1 , 4 mm se pueden considerar como elevadas , propios de materiales dúctiles

y

que rompen como el presente acero 316L SLM , mediante estricción que se propaga

de muy poca plasticidad , rompen incluso antes de 1 , 2 mm de desplazamiento

y

muestran , en general , una fractura consistente en varias grietas perpendiculares

rotura , situada aproximadamente a mitad de camino entre el copete y el hombro ,

y

que muestra una dependencia con la capacidad de endurecimiento de la aleación .

el modelo es capaz de predecir razonablemente hasta donde deformará la probeta ,

y

por otro , permitirá obtener un criterio de cuando emergerá un cuello . De

del acero 316L recocido es mayor , a igualdad de penetración de la bola ,

y

por ello el espesor en la zona de rotura es mayor que el del acero 316L

de espesor es uniforme en toda la probeta desde el YS hasta el UTS ,

y

el volumen de trabajo está perfectamente definido por la probeta de tracción (

en Cromo fue la que presentó un mayor contenido en martensita tras el temple ,

y

por tanto la que mejor comportamiento presentó frente a este tipo de desgaste .

comportamiento en servicio de estas Fundiciones . Uno sobre la resistencia al desgaste ,

y

otro sobre la tendencia de los carburos a ser arrancados de su matriz por el

Cromo , uniformemente distribuidos en una matriz mayoritariamente martensítica ,

y

si se ve reducido el porcentaje de austenita retenida ( Gasan y Ertuk , 2013

% en Cromo . El microscopio óptico utilizado fue el modelo NIKON Epiphot 200 ,

y

las imágenes fueron obtenidas mediante el analizador de imagen Omnimet Enterprise

, 2013 ) . La Fig . 1c muestra la microestructura tras el primer revenido

y

puede apreciarse como en este caso la distribución de los carburos secundarios resulta

uniforme de los carburos secundarios entre la austenita proeutéctica y la eutéctica ,

y

la Fig . 4b parece indicar un aumento de la densidad de carburos secundarios tras

que presentaba un mayor porcentaje en peso de martensita tras el temple en aceite ,

y

por tanto , el doble revenido ha supuesto la precipitación de una gran cantidad

temperaturas máximas del orden de 550 °C se produce la cristalización del material base

y

también sería el límite de las zona de disolución de los precipitados de composición

. . ) tal y como resumen Zeng et al . ( 2006 ) ,

y

su conformabilidad también presenta problemas . Quizá los inconvenientes indicados

indicados en el párrafo anterior sean la explicación de porqué en la actualidad ,

y

pese a que el magnesio sigue siendo un metal importante desde el punto de metalúrgico

manera puede verse afectada la estructura de las uniones soldadas de aleación AZ31B

y

como los ciclos térmicos inducidos durante este proceso modifican la microestructura

térmico que permitiera explicar el comportamiento de la soldadura de estas aleaciones

y

que desde el punto de vista del diseño y la durabilidad permita tomar decisiones

de vista metalúrgico dado el aluminio mejora la resistencia mecánica , la dureza

y

amplía el rango de fusión del material fundido , el efecto de la composición disimilar

Baker ( 1999 ) la solubilidad sólida del manganeso en el Mg está limitada ,

y

ésta se reduce con la adición de aluminio , no superando el 0 , 3

, bien el tamaño de grano o la proporción de partículas dispersas en la matriz

y

se podría comprobar si es posible mejorar las propiedades mecánicas de este tipo

la velocidad de corrosión . Estas sustancias pueden ser orgánicas o inorgánicas

y

en general sus moléculas son adsorbidas sobre la superficie del metal para formar

y económico . La composición química de los extractos naturales es muy variada

y

presentan una gran cantidad de moléculas con átomos de C , N , O ,

MC , pertenece a la familia de las Rubiaceas , es originaria del sureste asiático

y

se cultiva en Polinesia , India , el Caribe , México y América central (

, MC Se recolectaron hojas de Morinda Citrifolia , MC , estas se trituraron

y

se secaron a 60 °C durante 48 h . Se tomaron 5 g de hojas

y

se les añadió 50 mL de agua como disolvente . Durante tres días y bajo

y 0 , 05 μm . Una vez perfectamente pulido se introdujo en agua desionizada

y

se sónico por un tiempo para eliminar las posibles partículas de alúmina que hubieran

objetivo de evaluar la cinética de degradación del material como la del inhibidor

y

termodinámicamente como influye la desorción de los compuestos orgánicos en la

promedio de los datos . Para las medidas gravimétricas se pesaron los electrodos

y

sumergieron en las disoluciones de 0 , 5 M de HCl con y sin inhibidor

y sin inhibidor , se mantuvieron inmersos durante 1 h , posteriormente se secaron

y

pesaron nuevamente . Con la diferencia de peso , el tiempo de inmersión y el

, 2010 ) . En este sentido si la superficie está libre de sitios activos

y

presenta una capa adsorbida de moléculas orgánicas , esta capa actúa como protectora

” . Como mínimo se tomaron 10 medidas en cada uno de los acabados superficiales

y

de estas mediciones se obtuvo el valor promedio . Los líquidos patrón utilizados

de las superficies de óxido de titanio ( Wang et al . , 1997 )

y

de esta forma simular las condiciones de almacenaje de un implante comercial . 3

66 % en peso de titanio , 23 % de oxígeno en forma de TiO2

y

además aparece un contenido de flúor 2 , 4 % ( Tabla 4 ) .

puede afectar al crecimiento de los osteoblastos ( Çalışkan et al . , 2014a )

y

por lo tanto debe estudiarse la influencia que el tratamiento térmico puede tener

energía superficial con respecto a las superficies desbastadas y grabadas con ácido

y

esto puede tener un impacto positivo en la biocompatibilidad de los implantes de

capa nanotubular de TiO2 puede interaccionar con el agua formando grupos Ti - OH

y

estos sirven como puntos de anclaje de los iones de calcio y favorecen la formación

Ti - OH y estos sirven como puntos de anclaje de los iones de calcio

y

favorecen la formación del hueso . Los grupos Ti - OH reaccionan con los iones

dinámica de estos a partir del conocimiento que se dispone sobre su comportamiento

y

, como resultado de las interacciones de los agentes , emerge un comportamiento macroscópico

concepto , el de emergencia , es clave en el modelado basado en agentes ,

y

se puede deﬁnir como la aparición de patrones macroscópicos estables a partir

esta propuesta , la representación matemática es más precisa pero menos intuitiva

y

más compleja al estar basada en polinomios . En ( Leombruni and Richiardi , 2005

agentes está representada por la evolución de sus estados ( atributos dinámicos )

y

es causada por la propia evolución del agente o por interacciones del agente con

centavos en un tablero de ajedrez representando agentes de dos grupos de la sociedad

y

fue moviéndolos de acuerdo a un conjunto de reglas . El tablero representaba una

moviéndolos de acuerdo a un conjunto de reglas . El tablero representaba una ciudad ,

y

cada casilla del tablero una casa o vivienda . El vecindario de un agente en

por el parámetro % - similar - deseado ; p1 2 ) tortugas rojas ,

y

cada tortuga verde quiere vivir cerca de al menos algunas ( medido por p1 2

indicado por p1 3 ) , son infelices ( indicado por el estado x1 )

y

por lo tanto saltarán a una celda cercana ( nuevo valor de los estados x1 2 )

el número de nuevos agentes generados dependerá del valor de la señal externa u

y

provocará la modiﬁcación de c1 a ¯c1 y las dimensiones de ¯Z1 . Esta dependencia

sensor del termostato , supondremos una dinámica de primer orden en el propio sensor

y

realizaremos una contribución proporcional al número de bolas de calor localizadas

simulación : en la ﬁgura 4 se muestra su posición a lo largo del tiempo

y

en la ﬁgura 5 se puede ver la dirección en grados donde se aprecia el

va disminuyendo a lo largo del tiempo ya que no hay creación de nuevos agentes

y

eventualmente los agentes existentes van traspasando la pared y desapareciendo en

de este artículo es ofrecer una panorámica del importante desarrollo portuario

y

, concretamente , del diseño , la construcción y la explotación de grandes diques

la necesidad de acometer los nuevos desarrollos portuarios en aguas exteriores .

Y

ello no sólo por la ausencia general de zonas con abrigo natural en la costa

la magnitud y la singularidad de las ampliaciones portuarias que se han acometido

y

los problemas que estas circunstancias han planteado , derivados de los grandes calados

230 . 000 TPM y 20 m de calado . Abriga 145 ha de agua

y

dispone de 145 ha de explanadas . Las condiciones de clima marítimo para las

pico de 19 s . El dique de abrigo parte del cabo de Torres

y

consta de tres alineaciones con diferente tipología estructural , denominadas :

la sección tipo del tramo final del dique . El dique Norte es vertical

y

está compuesto por 33 cajones de 51 , 8 m de eslora , 32 m

75 y coronado a la +24 . Su longitud es de 1 . 593 m

y

se sitúa en profundidades de - 25 a - 30 m . En la figura 5

2 en anexo III ) . Las obras se iniciaron en febrero de 2005

y

finalizaron en octubre de 2010 . La construcción del dique Torres se realizó a

problemas ambientales derivados del manejo de los graneles sólidos y líquidos ,

y

la necesidad de eliminar las conducciones de productos petrolíferos que unen el

, en construcción . El nuevo puerto abriga 230 , 5 ha de agua

y

dispone de 143 , 5 ha de explanadas . El dique estará dotado de atraques

arranque y dos en su tramo principal , tiene una profundidad máxima de 40 m

y

está coronado a la cota +25 en su tramo principal y a la +19 en

los 3D de este tramo . Las obras se iniciaron en marzo de 2005

y

finalizaron en septiembre de 2011 . Los dos primeros años se dedicaron a trabajos

oleajes mayores ( fig . 12 ) . Las obras se iniciaron en 2006 ,

y

actualmente están finalizadas . Hasta la fecha , ha soportado un temporal del E

denominada de Escombreras , que está especializada en graneles líquidos y sólidos ,

y

donde se localiza la mayoría del tráfico . En los años noventa , su capacidad

mayoría del tráfico . En los años noventa , su capacidad prácticamente se agotó

y

la autoridad portuaria decidió su ampliación . Esta ampliación quedó configurada

y 19 m . 3 . Dique perimetral : tiene 516 m de longitud

y

rodea una pequeña isla existente en la traza del dique , el islote de Escombreras

en un tanque de oleaje multidireccional . Las obras se iniciaron en 2003 ,

y

actualmente están terminadas . Desde su finalización , ha soportado , sin sufrir

ferroviarias . Las obras de ampliación del puerto comenzaron en diciembre de 2001

y

consistieron en la construcción de dos diques : el Sur de 4 . 800 m

Organización Mundial de la Salud , cada año se producen medio millón de lesiones medulares

y

quince millones de infartos cerebrales . En los pacientes afectados se pueden presentar

en el control motor ya sea por movimientos descoordinados , pérdida de fuerza ,

y

/ o espasticidad . En estos casos , se suelen seguir terapias de rehabilitación

solo la asistencia requerida , incentivando la participación activa del paciente

y

, por tanto , maximizando los beneficios de dicha terapia La utilización de la

específico de tareas durante contracciones isométricas a nivel de esfuerzo subjetivo ,

y

extiende el análisis a la identificación de tareas dinámicas . La investigación

realiza en sujetos sanos , los métodos propuestos pueden ser usados para el diseño

y

monitorización de terapias de rehabilitación orientadas a pacientes con alteración

6 . 1 años , altura : 178 . 6 ± 10 . 2 cm

y

peso 76 . 8 ± 13 . 8 Kg ) sin trastornos neuromusculares o

miembro dominante en los músculos Biceps Brachii , Triceps Brachii , Pectoralis Major

y

la porción superior del Trapezius utilizando dos amplificadores de EMG ( EMG - USB

protocolo experimental involucró movimientos asociados a la articulación del hombro

y

se dividió en dos partes : a ) registro de contracciones isométricas , y b

hombro y se dividió en dos partes : a ) registro de contracciones isométricas ,

y

b ) registro de contracciones dinámicas . Durante el registro de contracciones isométricas

mantuvieron sentados con la espalda recta , el codo en un ángulo de 90º aproximadamente

y

el hombro en posición neutra ( Figura 1A . ) . En esta posición ,

realizaron 3 ejercicios : empujar un objeto fijo hacia el frente , hacia la izquierda

y

hacia la derecha . Cada una de estas contracciones se realizó en tres diferentes

estas contracciones se realizó en tres diferentes niveles de esfuerzo : bajo , medio

y

alto . Con el fin de que el ejercicio resultara lo más natural posible ,

para medir la actividad basal . Cada contracción tuvo una duración de 10 segundos

y

se permitió un periodo de dos minutos de reposo entre contracción y contracción

10 segundos y se permitió un periodo de dos minutos de reposo entre contracción

y

contracción . Para el registro de contracciones dinámicas , se pidió a los sujetos

a los sujetos que mantuvieran la posición descrita anteriormente ( espalda recta

y

codo a 90º ) y que desplazasen un objeto sobre un plano horizontal siguiendo la

que mantuvieran la posición descrita anteriormente ( espalda recta y codo a 90º )

y

que desplazasen un objeto sobre un plano horizontal siguiendo la siguiente secuencia

distancia de aproximadamente 30 cm hasta conseguir una extensión completa del hombro

y

regresar al centro . b ) Seguidamente desde el centro hacia la izquierda a

aproximadamente 40 cm , siguiendo una línea perpendicular al movimiento anterior ,

y

luego regresar al centro . c ) Finalmente , el mismo movimiento , pero

c ) Finalmente , el mismo movimiento , pero 40 cm hacia la derecha

y

volver al centro . Cada secuencia se realizó dos veces a dos velocidades ,

a dos velocidades , lenta o rápida , según la propia precepción del sujeto ,

y

siguiendo indicaciones del personal investigador para intentar mantener un ritmo

una ventana de 250 ms ) , i , j son las posiciones ( fila

y

columna de la matriz de electrodos ) del canal de electromiografía de superficie

extrajeron dos características : el logaritmo de la intensidad promedio ( Ilog ) ,

y

el centro de gravedad ( CG ) . En el primer caso , se ha

de niveles de esfuerzo ( Rojas - Martínez et al . , 2012 ) ,

y

en el segundo caso , se ha visto que la distribución espacial de los potenciales

izquierda , derecha , o al frente ) b ) identificación de la tarea

y

del nivel de esfuerzo ( tres tareas , a tres niveles de esfuerzo y

y del nivel de esfuerzo ( tres tareas , a tres niveles de esfuerzo

y

reposo ) . La identificación de isométricas se realizó principalmente para

buenos resultados a partir de las características de los mapas de activación ,

y

en especial de su distribución espacial , dichas características no habían sido

regreso de la derecha hacia el centro , e ) desplazamiento a la izquierda ,

y

f ) regreso de la izquierda hacia el centro . Para la identificación

analysis ) , al tratarse de una de las técnicas más utilizadas por su rapidez

y

que puede ser fácilmente implementado en un sistema real ( Zhou et al . ,

( hold - out ) se realizó en al menos 100 iteraciones , de entrenamiento

y

validación para reducir un posible sesgo . Los resultados obtenidos son el promedio

observaciones procedentes de uno de los intentos ( tanto a velocidad lenta o rápida )

y

se validó con las observaciones del segundo intento . A continuación , se repitió

mismo proceso de clasificación , pero invirtiendo los conjuntos de entrenamiento

y

validación . Los resultados obtenidos en este estudio consisten en el promedio de

de la clasificación se obtuvo a partir de las medidas de sensibilidad ( S )

y

precisión ( P ) ( Farina , Colombo , Merletti , & Baare Olsen ,

que indican el número de observaciones mal clasificadas en una clase concreta ,

y

, por último , FN indica los falsos negativos , es decir , el número de observaciones

como otra clase diferente a la original . Los índices de sensibilidad ( S )

y

precisión ( P ) se obtuvieron para cada una de las clases y para el

S ) y precisión ( P ) se obtuvieron para cada una de las clases

y

para el promedio general . Cabe destacar que , al tratarse de una clasificación

verdaderos negativos , ya que su número es muy superior al de los otros índices

y

por tanto la especificidad y la exactitud no son medidas representativas del rendimiento

su número es muy superior al de los otros índices y por tanto la especificidad

y

la exactitud no son medidas representativas del rendimiento del clasificador ya que

) durante los ejercicios de desplazamiento desde el frente hacia el punto central

y

viceversa . Además , se puede observar que la activación espacial varía en los

obtenidos solo mediante el cálculo de las intensidades basadas en el cálculo del RMS

y

en segundo lugar se utilizan conjuntamente las características de intensidad con

Adicionalmente se han diferenciado entre tareas ( reposo , hacia al frente , izquierda

y

derecha ) y además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo y

han diferenciado entre tareas ( reposo , hacia al frente , izquierda y derecha )

y

además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo y reposo ) .

y derecha ) y además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo

y

reposo ) . En la Tabla 1 se presentan los resultados para la diferenciación de tipo

aumentan en aproximadamente un 10 % para el caso de la identificación de tareas

y

en un 5 % al considerar la tarea y el nivel de esfuerzo . Adicionalmente

caso de la identificación de tareas y en un 5 % al considerar la tarea

y

el nivel de esfuerzo . Adicionalmente , al añadir las características espaciales

isométricas para las características CG . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . Identificación

la derecha y volver , ir a la izquierda y volver e ir al frente

y

volver . Figura 2 . Mapas de activación para el

Desplazamientos desde un punto central hacia a ) el frente , b ) la derecha

y

c ) la izquierda . Abajo . Desplazamientos hacia un punto central desde d )

Desplazamientos hacia un punto central desde d ) el frente , e ) la derecha

y

f ) la izquierda Las Tablas 3 y 4 muestran los resultados obtenidos para

frente , e ) la derecha y f ) la izquierda Las Tablas 3

y

4 muestran los resultados obtenidos para el promedio de todos los sujetos considerando

, teniendo en cuenta únicamente la intensidad Ilog ( Tabla 3 ) o la intensidad

y

el centro de gravedad ( Tabla 4 ) como características . Nuevamente se puede observar

Nuevamente se puede observar que el rendimiento de la clasificación ( sensibilidad

y

precisión ) mejora al añadir el centro de gravedad , tal como ocurre con las

Se aprecia una mayor variabilidad que en el caso de los ejercicios isométricos

y

también una sensibilidad y precisión menores para cualquiera de las dos velocidades

variabilidad que en el caso de los ejercicios isométricos y también una sensibilidad

y

precisión menores para cualquiera de las dos velocidades , como podría esperarse

que existe una interdependencia entre la distribución espacial de la intensidad

y

la tarea desarrollada tanto en contracciones isométricas como en dinámicas . Al

2008 ; Jordanic et al . 2016b ; Zhou et al . 2007 )

y

pueden estar relacionados con la compartimentación neuromuscular que indica que

. Por otro lado , los resultados globales para las contracciones a ritmo rápido

y

lento son similares , ya que , aunque en promedio para los primeros se obtiene un

conclusión . Como conclusión general , se ha demostrado que la metodología propuesta

y

los resultados obtenidos son prometedores y cabe la posibilidad de añadir la información

demostrado que la metodología propuesta y los resultados obtenidos son prometedores

y

cabe la posibilidad de añadir la información extraída de señales HD - EMG al

con estudio de pacientes En trabajos futuros , se extenderá el protocolo

y

la metodología desarrollada alteraciones neuromusculares basándose en características

alteraciones neuromusculares basándose en características asociadas a la intensidad

y

distribución espacial de mapas de activación HD - EMG . Esto con el fin de

rehabilitación . Tabla 2 . Resultados de la identificación de contracciones isométricas

y

su nivel de esfuerzo asociado para las características Ilog e Ilog combinado con

características Ilog e Ilog combinado con CG . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . Tarea

a ) la izquierda , b ) la derecha , c ) el frente ,

y

desplazamientos hacia el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan

el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha , y

y desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha ,

y

f ) el frente . Se diferencia entre ejercicios realizados a velocidad izquierda

dinámicas en base a la combinación de características de intensidad logarítmica Ilog

y

centro de gravedad CG . La clasificación consistió en determinar entre 6 clases

a ) la izquierda , b ) la derecha , c ) el frente ,

y

desplazamientos hacia el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan

el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha , y

y desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha ,

y

f ) el frente . Se diferencia entre ejercicios realizados a velocidad izquierda

solar . La implantación de este tipo de instalaciones es cada vez más amplia ,

y

el aprovechamiento del recurso solar mediante estos procesos se ha extendido significativamente

con Estados Unidos ( REN21 , 2016 ) . Dada la necesidad de conocer

y

aprovechar cada vez mejor este tipo de energía renovable , en este trabajo se ha

desarrollado una librería en Modelica para el entorno Dymola 6 . 1 que permite modelar

y

simular plantas termosolares de tecnología de colector cilindro - parabólico (

gratuita bajo licencia Modelica License 2 , de código libre , flexible , modular

y

fácilmente ampliable y modificable para los requerimientos específicos de cada

Modelica License 2 , de código libre , flexible , modular y fácilmente ampliable

y

modificable para los requerimientos específicos de cada planta y proceso en particular

fácilmente ampliable y modificable para los requerimientos específicos de cada planta

y

proceso en particular . El objetivo de la librería ParaTrough es que el ingeniero

ingeniero analista de procesos de una planta CSP , durante su etapa de operación

y

mantenimiento , pueda realizar con éxito y facilidad las siguientes labores : -

CSP , durante su etapa de operación y mantenimiento , pueda realizar con éxito

y

facilidad las siguientes labores : - Evaluación del la oportuna parametrización

teórico , se puede utilizar ParaTrough para comparar con los datos reales de la planta

y

así detectar fallos en equipos o procedimientos de operación . Esta comparación

operación . Esta comparación sirve además para mejorar el modelo teórico de la planta

y

ajustarlo a la realidad particular . - Exploración de nuevos modos de operación

mejora operacional de la planta se puede simular con ParaTrough nuevos escenarios

y

modos de operación antes de aplicar estos a la realidad de forma segura tanto para

de utilización , posibilidad de análisis de la operación diaria , flexibilidad

y

adaptabilidad , y existencia de entornos de modelado gratuito . Para ello , tras

posibilidad de análisis de la operación diaria , flexibilidad y adaptabilidad ,

y

existencia de entornos de modelado gratuito . Para ello , tras analizar otras posibilidades

tras analizar otras posibilidades , se ha decidido optar por el lenguaje Modelica

y

el entorno de modelado Dymola 6 . 1 . Modelica es un lenguaje orientado a

, especialmente concebido para el modelado de complejos sistemas multi - físicos

y

cuya librería estándar y otras librerías accesibles contienen gran cantidad de

para el modelado de complejos sistemas multi - físicos y cuya librería estándar

y

otras librerías accesibles contienen gran cantidad de componentes con código abierto

librerías accesibles contienen gran cantidad de componentes con código abierto

y

gran potencial de modificación , reutilización y adaptabilidad . Por otro lado

componentes con código abierto y gran potencial de modificación , reutilización

y

adaptabilidad . Por otro lado , aunque este entorno es comercial , se ha dispuesto

lenguaje . A modo de ejemplo , para validarlo , se ha comprobado que compila

y

es capaz de simular correctamente los ejemplos con OpenModelica . La versión 1

con OpenModelica . La versión 1 . 0 desarrollada hasta el momento permite modelar

y

simular , bajo distintas configuraciones y parámetros , el recurso solar y el sistema

desarrollada hasta el momento permite modelar y simular , bajo distintas configuraciones

y

parámetros , el recurso solar y el sistema de circulación del fluido de transferencia

modelar y simular , bajo distintas configuraciones y parámetros , el recurso solar

y

el sistema de circulación del fluido de transferencia calorífica ( HTF ) , siendo

aportación cubre una nueva área de aplicación específica para el software de Modelica

y

en su estado actual facilita la operación y mantenimiento de estas plantas . El

específica para el software de Modelica y en su estado actual facilita la operación

y

mantenimiento de estas plantas . El resto del artículo está organizado de la siguiente

apartado donde se referencian otras herramientas de simulación en el ámbito termosolar

y

trabajos científicos al respecto . En la sección 2 se realiza una breve descripción

termosolares , así como los fenómenos e hipótesis de modelado del recurso solar

y

del sistema de fluido térmico . La sección 3 está dedicada a la descripción de

fluido térmico . La sección 3 está dedicada a la descripción de la librería

y

sus componentes . En la sección 4 se muestran resultados de la aplicación de la

componentes . En la sección 4 se muestran resultados de la aplicación de la librería

y

su validación . El trabajo termina con las conclusiones y futuros trabajos de ampliación

aplicación de la librería y su validación . El trabajo termina con las conclusiones

y

futuros trabajos de ampliación de ParaTrough . bibliográfica Otras herramientas

de ParaTrough . bibliográfica Otras herramientas de simulación revisión

y

La necesidad de evaluar el rendimiento de una planta CSP ha llevado a la

ha llevado a la introducción en el mercado de distintas herramientas de modelado

y

simulación . Algunas de las más utilizadas son las siguientes . - ( SAM ,

Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos ( NREL ) . Posee una amplia

y

accesible base de datos meteorológica con potencial para ser aprovechada en ParaTrough

ParaTrough . Está especialmente diseñado para los estudios de viabilidad de las plantas

y

tiene limitaciones con respecto al análisis detallado del rendimiento diario ,

por la Universidad de Wisconsin , EEUU . Es utilizado ampliamente para el modelado

y

simulación de una gran variedad de sistemas de energía térmica y eléctrica ,

para el modelado y simulación de una gran variedad de sistemas de energía térmica

y

eléctrica , entre ellos las CSP . Tiene naturaleza modular y posee gran flexibilidad

de energía térmica y eléctrica , entre ellos las CSP . Tiene naturaleza modular

y

posee gran flexibilidad . Sin embargo el paradigma de modelado orientado a objetos

computacional manualmente , lo que conlleva problemas de convergencia de los modelos

y

aumenta la dificultad de uso . IPSEpro , software desarrollado por SimTech ( 2016

IPSEpro , software desarrollado por SimTech ( 2016 ) , cuya librería de procesos

y

plantas térmicas posee una sublibrería dedicada a tecnologías CSP . Bien estructurado

térmicas posee una sublibrería dedicada a tecnologías CSP . Bien estructurado

y

con gran flexibilidad para desarrollar nuevos modelos . No existe un pre - ensamblaje

ha dicho , se ha optado por Modelica que , además de facilitar el desarrollo

y

la consecución de los objetivos de este trabajo , tiene un entorno de modelado Dymola

trabajo , tiene un entorno de modelado Dymola disponible bajo licencia de universidad

y

que permite generar código ejecutable desde otros entornos . los modelos en Respecto a

varios autores han sabido descubrir su enorme potencial como lenguaje para el modelado

y

posterior simulación y optimización , tanto en plantas industriales en general

descubrir su enorme potencial como lenguaje para el modelado y posterior simulación

y

optimización , tanto en plantas industriales en general como en plantas convencionales

gas , orientada a la investigación de los sistemas de control . Posee flexibilidad

y

modularidad para acoplamientos entre el bloque de potencia de naturaleza térmica

y

los elementos y componentes propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores

acoplamientos entre el bloque de potencia de naturaleza térmica y los elementos

y

componentes propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores ,

propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores , aparatos de mando

y

protección ) , así como facilidad de uso . Sus principales limitaciones son la

de uso . Sus principales limitaciones son la falta de garantía de mantenimiento

y

que abarca sólo el caso de plantas de generación de gas . Las características

plantas de generación de gas . Las características intrínsecas de no linealidad

y

condiciones cambiantes de los sistemas termosolares hacen que algunas de las características

de Modelica sean ventajosas a la hora de abordar modelos fiables , económicos ,

y

que aseguren su explotabilidad . Los modelos deben reflejar la problemática de los

deben reflejar la problemática de los cambios bruscos en las condiciones ambientales

y

de las secuencias de operación . Por ello algunos autores se centran en perfeccionar

( 2014 ) . Su propuesta contiene sub - modelos de solar , almacenamiento térmico

y

un ciclo Rankine simplificado para el bloque de potencia . La validación del modelo

potencia . La validación del modelo con los datos de las plantas Andasol de Aldeire

y

La Calahorra ( Granada ) dieron buenos resultados para el campo solar . Sin embargo

termohidráulico que utiliza la librería ThermoFluid para el diseño del control avanzado

y

la optimización del rendimiento de plantas termosolares de torre , aplicado a la

; Hirsch y Eck , 2016 ) han desarrollado modelos en Modelica para la simulación

y

control de la tecnología de generación directa de vapor ( GDV ) mediante colectores

modelado del colector solar , la introducción de valores reales de radiación solar

y

de diferentes modos de operación son las principales aportaciones del trabajo .

( Direct Solar Steam ) de la Plataforma Solar de Almería ( CIEMAT ) ,

y

se realizó una calibración y validación del mismo con datos experimentales , utilizando

de la Plataforma Solar de Almería ( CIEMAT ) , y se realizó una calibración

y

validación del mismo con datos experimentales , utilizando para ello un algoritmo

suficiente , debido a limitaciones de diversa índole , entre otras la falta de interés

y

financiación por parte de entidades públicas y privadas . El grupo de investigación

entre otras la falta de interés y financiación por parte de entidades públicas

y

privadas . El grupo de investigación de la PSA siguió avanzando en el modelado

y

simulación de incipientes tecnologías como la foto - Fenton ( Álvarez et al .

, en la revista RIAI . Otros autores han preferido realizar trabajos de modelado

y

simulación de plantas solares utilizando diferentes lenguajes y herramientas , tales como

trabajos de modelado y simulación de plantas solares utilizando diferentes lenguajes

y

herramientas , tales como el software de simulación Wolfram ’ s Mathematica 7

et al . ( 2012 ) al unir Modelica con un algoritmo genético para calibración

y

validación programado con Matlab . ParaTrough parte de los trabajos sobre plantas

plantas térmicas convencionales iniciados por el equipo del Politecnico de Milano

y

de los trabajos de la PSA , para ahondar en la explotabilidad de los modelos

en la explotabilidad de los modelos con el fin de que sean una herramienta útil

y

accesible para las plantas termosolares que actualmente están en operación . Por ello

ParaTrough será un vínculo entre lo conseguido por las entidades de investigación

y

lo obtenido por la experiencia de operación de las plantas existentes .

través del tren de generación ( precalentador , generador de vapor , sobrecalentador

y

recalentador ) a un circuito de vapor . Este vapor acciona la turbina para producir

Esquema de una planta CSP con almacenamiento térmico Entre el campo solar

y

el ciclo de potencia se emplaza el sistema de almacenamiento térmico que suelen

sistema de almacenamiento térmico es esencialmente una batería con un tanque frío

y

un tanque caliente . Durante el día la batería se carga , habiendo flujo de

sistema dota a las plantas CSP de gestionabilidad , capacidad de producción nocturna

y

cierta independencia ante cambios meteorológicos . unidimensional . Se han planteado

longitud es mucho mayor que su radio . Además se establecen balances de materia

y

Estos son expresiones fluidodinámicas para la determinación de la pérdida

la determinación de la pérdida de presión . Descripción de la librería

y

sus componentes La librería ParaTrough se estructura en dos sub - librerías genéricas

La librería ParaTrough se estructura en dos sub - librerías genéricas : media

y

basics . La primera contiene modelos y propiedades físicas de los medios materiales

en dos sub - librerías genéricas : media y basics . La primera contiene modelos

y

propiedades físicas de los medios materiales que se utilizan en los demás sistemas

que se utilizan en los demás sistemas tales como agua , vapor , fluido térmico

y

sales fundidas . La segunda contiene modelos físicos básicos de los diferentes

modelos físicos básicos de los diferentes dominios usados : dinámica de fluidos

y

transferencia de calor , junto con sus acoplamientos . Estos modelos genéricos forman

como puede ser el dominio termohidráulico ( through : caudal , across : presión

y

temperatura ) o electroquímico ( through : flujo molar y corriente , across : potencial

caudal , across : presión y temperatura ) o electroquímico ( through : flujo molar

y

corriente , across : potencial químico y voltaje ) . La Figura 3 muestra una

electroquímico ( through : flujo molar y corriente , across : potencial químico

y

voltaje ) . La Figura 3 muestra una unión ( línea roja ) de dos

La Figura 3 muestra una unión ( línea roja ) de dos modelos , una bomba

y

un sumidero de presión ( ambos definidos en la sub - librería basics ) a

a través de sus conectores termohidráulicos , enumerados respectivamente como 1

y

2 . Un conector termohidráulico se define en ParaTrough con el caudal másico como

termohidráulico se define en ParaTrough con el caudal másico como variable through

y

la temperatura y la presión como variables across . Figura 3 :

define en ParaTrough con el caudal másico como variable through y la temperatura

y

la presión como variables across . Figura 3 : Unión entre dos

conectores de la Tabla 1 serán utilizados para unir a los modelos creados en ParaTrough

y

formar así modelos de sistemas complejos . Librería del

plantas termosolares , herramientas para su interpolación dentro de los modelos ,

y

el modelo solar ( Sun ) . A continuación se detallan algunas de las funciones .

tipos de variables que pueden ser definidas en los conectores : variables through

y

variables across . Las variables through son las que tienen naturaleza de flujo o

uniones entre conectores ( nodos ) : las variables across se igualan en los nodos

y

las variables through cumplen que su suma algebraica en un nodo vale cero . Se

de signos : cuando una variable through sale del modelo , ésta es negativa ,

y

cuando entra al modelo es positiva . El número de variables through y

negativa , y cuando entra al modelo es positiva . El número de variables through

y

ángulo entre el eje de rotación y el eje de traslación de la

. El número de variables through y ángulo entre el eje de rotación

y

el eje de traslación de la tierra , siendo como máximo 23 . 45o .

ha programado como una función cuya entrada es el día del año ( n )

y

su salida el ángulo de declinación . El ángulo horario es el desplazamiento angular

, se hace cero cuando el sol cruza el meridiano local ( mediodía solar )

y

es positivo por la tarde ( Patnode , 2006 ) . La expresión

La ecuación ( 2 ) evalúa el ángulo horario en función de la hora solar

y

estableciendo la velocidad de rotación de la Tierra en 15o / h . La hora

corrección depende del meridiano local , del meridiano estándar de la hora local

y

de la ecuación del tiempo . La expresión de la hora solar se introduce en

el ángulo horario como una función cuya entrada es la hora solar ( SoTime )

y

su salida el ángulo horario ( ω ) . La ecuación del tiempo aparecerá

) . La ecuación del tiempo aparecerá en la expresión de la hora solar

y

tiene en cuenta las pequeñas irregularidades en la duración del día debidas a

datos meteorológicos de radiación normal directa ( DNI ) , temperatura ambiente ,

y

velocidad del viento en función del tiempo . El modelo tiene en su interfaz un

meteorológicos . Los parámetros a introducir son el día inicial ( day _ 0 )

y

el mes inicial ( month _ 0 ) en los que se quiere empezar la

WeatherEvaluator , el cual interpola los datos meteorológicos ( DNI , temperatura ambiente

y

velocidad de viento ) de la clase record data a partir de los valores de

a partir de los valores de día ( day ) , mes ( month )

y

la hora estándar ( StTime ) . Además , para analizar la radiación total acumulada

, se definen los ángulos de ángulo cenital , ángulo horario , w ,

y

altura solar , α ( Figura 5 ) . Figura 5 :

la posición del sol El ángulo cenital se relaciona con los demás ángulos

y

con la latitud del lugar ( latitude , también en º ) mediante la siguiente

cuenta la altura solar sólo cuando el sol está visible ( durante el día )

y

no tener alturas solares negativas ( por la noche , cuando el ángulo cenital es

librería basics . Ésta es ligeramente diferente a la hora estándar ( StTime )

y

se relacionan mediante la siguiente ecuación ( Patnode , 2006 ) :

Daylight Savings Time ) es el ajuste de hora : 1 en horario de verano

y

0 en horario de invierno . En Sun se ha definido DST como 1 desde

el 27 de marzo ( n=86 ) hasta el 27 de octubre ( n=300 )

y

0 para el resto . Dependiendo de qué año se evalúe , se deberá cambiar

tiempo simulado empieza ( time=0 ) en el día inicial ( day _ 0 )

y

mes inicial ( month _ 0 ) escogidos como parámetros para la evaluación , y

y mes inicial ( month _ 0 ) escogidos como parámetros para la evaluación ,

y

tiene dimensión de horas en ParaTrough . Tal como está predefinido en Modelica

del año inicial , calculado a partir del día inicial ( day _ 0 )

y

mes inicial ( month _ 0 ) . La ecuación ( 7 ) hace

Con esta ecuación , el modelo solar ( sun ) también aporta el tiempo simulado

y

el tiempo real cuando componen otros modelos más complejos . Librería

fluido térmico En el mercado actual son varios los fabricantes de colectores solares

y

difieren ligeramente entre sí . Para que la librería ParaTrough sea una herramienta

la Figura 6 . La parábola está formada por espejos que reflejan la radiación directa

y

la concentran en el foco de la estructura , por donde corren una serie de

tener una tubería en su foco de 3 HCEs . La unión de entre 6

y

12 SCEs forma finalmente el colector solar , también llamado SCA ( Solar Collector

otros ya que poseen una unidad hidráulica de pistones para permitir su movimiento

y

enfoque al sol . Estas características son comunes a la gran mayoría de plantas

requerido por la planta , que suele ser de 100 K entre entrada al lazo

y

salida . Finalmente , la unión en paralelo de numerosos lazos consigue la energía

recubierto con una pintura especial que maximiza la absorbancia de la radiación solar ,

y

de una cubierta o camisa de vidrio a vacío que maximiza la transmitancia de la

o camisa de vidrio a vacío que maximiza la transmitancia de la radiación solar

y

minimiza las pérdidas por convección térmica hacia el exterior . Entre HCEs se

fuelle para absorber las diferencias de dilatación térmica entre el tubo de acero

y

el vidrio . En la Figura 7 se muestra la implementación de los elementos principales

solar ( SCE ) , colector solar ( SCA ) , lazo ( Loop )

y

campo solar ( SolarField ) . Figura 7 : Estructura

cilindro - parabólica . Se instancia la clase record collector , que es reemplazable

y

define el tipo de colector comercial en el que están montados los espejos del modelo

realmente concentrada por los espejos mediante la evaluación del ángulo de incidencia

y

diferentes factores de pérdidas , unidos en un único factor de eficiencia . Las

Donde tanto el ángulo cenital , ( , como el ángulo de declinación , ,

y

el ángulo horario , , toman del conector El Modificador del

( ( cid : 537 ) ) . Estas pérdidas ocurren debido a la reflexión

y

absorción por la camisa de vidrio del HCE cuando el ángulo de incidencia crece

Donde f es la distancia focal media ( m )

y

LSCA la longitud del colector ( m ) . El elemento colector de energía

HCE por composición El modelo tiene como interfaz a un conector meteorológico

y

a dos conectores termohidráulicos . Además se instancia la clase record receiver

termohidráulicos . Además se instancia la clase record receiver , que es reemplazable

y

define el tipo de HCE comercial utilizado . Este modelado a partir de objetos

, 2012 ) . La transmisión de calor se realiza entre el tubo absorbedor

y

el ambiente estimando una transmisión unidimensional ( Figura 10 ) .

calor unidireccional del HCE ( Burkholder , 2009 ) Todos los modelos declarados

y

que se utilizan en la composición del tubo HCE utilizan las propiedades del HCE

la planta , que suele ser de aproximadamente 100 K entre la entrada al lazo

y

la salida , en régimen nominal . Figura 11 :

solar ( Loop ) se obtiene mediante composición gráfica de cuatros SCAs en serie

y

conectando entre sí todos los conectores de tipo weather _ connector ( Figura 11

planta solar . Este modelo instancia a tres clases reemplazables : medium , collector

y

receiver , que permiten conjugar distintos tipos de fluido térmico , colectores

y

HCEs , respectivamente . El número de lazos en un campo solar típico suele

como un modelo atómico con el número de lazos ( N ) como parámetro ,

y

que comprende las ecuaciones correspondientes a la consecución de un lazo ( loop

todas donde : - : factor de eficiencia conjunto de espejos

y

HCEs , adimensional . Es el producto de ambos factores de eficiencia -

del espejo - Qloss : pérdidas de calor en los tubos por convección

y

radiación , en Wm - 1 . Como ya se ha dicho , f

1 . Como ya se ha dicho , f es la anchura reflectora del colector

y

DNI la radiación normal directa ( Wm - 2 ) que se toma del conector

realizar simulaciones con perfiles irregulares de irradiancia ( partes sombreadas

y

no sombreadas ) , componiendo un modelo solares simplificados que correspondieran

campos 4 . Resultados de la simulación de componentes de la planta termosolar

y

validación Se van a mostrar algunos de los modelos implementados con la librería

tres modelos solares ( Sun ) , con los datos meteorológicos de Phoenix , Sevilla

y

Madras . Los datos meteorológicos han sido tomados de la base de datos del software

data para cada uno de los sub - modelos . Los parámetros de día inicial

y

mes inicial alimentan simultáneamente a los tres modelos , asegurando que empiezan

que es el que tiene valores más altos , de Sevilla ( línea verde )

y

de Madras ( línea azul ) , para el periodo de tiempo seleccionado ( 3

Figura 12 : Comparación del DNI entre Sevilla , Phoenix

y

Madras En la Figura 13 se determina el valor anual de DNI

Figura 14 : Comparativa de la altura solar entre Sevilla , Phoenix

y

Madras Tabla 2 : Hora de la puesta en sol de Phoenix

Tabla 2 : Hora de la puesta en sol de Phoenix , Sevilla

y

Madras el día 24 de junio Localización Hora de la

librería A _ SolarResource ) , un modelo source _ t ( librería basics )

y

un modelo sink _ p ( librería basics ) . El objetivo del sistema es

reales de la planta termosolar Andasol 3 , en los términos municipales de Aldeire

y

La Calahorra ( Granada , España ) , comprobándose su validez . sun

sun Figura 13 : DNI acumulado en un año para Sevilla , Phoenix

y

Madras Se observa que Phoenix ( línea roja ) es el lugar donde

del año pero la capital andaluza sobrepasa a mitad del año a la ciudad india

y

obtiene un DNI acumulado anual de 1 . 69 MWhm - 2 / año .

pudiéndose observar su aumento en las horas de salida de la radiación

y

su disminución por la tarde , cuando la radiación decae .

temperaturas de los SCAs se invierten siendo el primero ( SCA1 ) el más caliente

y

el último ( SCA4 ) el más frío . Este efecto es causado por el

enfriamiento del fluido térmico por la noche debido a la ausencia de radiación

y

a las pérdidas térmicas a través de los HCEs . Este ejemplo está destinado a

( su aumento durante el día hace que las pérdidas por radiación disminuyan ) ,

y

de velocidad de viento ( su aumento durante el día hace que las pérdidas por

teórico . La representación de la Figura 18 corresponde al modelo SOF _ tempControl

y

establece un lazo de control que actúa sobre el caudal suministrado al campo solar

al campo solar por la bomba para controlar la temperatura de salida del mismo ,

y

que toma como punto de consigna un valor parametrizable de temperatura . Las posiciones

en la planta real se sitúan en el colector común de entrada al campo solar

y

en la salida del lazo , antes del colector común de salida del campo solar

s - 1 · K - 1 , tiempo integral = 0 . 05 s

y

acción derivativa anulada . Se observa la respuesta gradual de la bomba a medida

Para evitar esta degradación es necesario dotar al campo solar

y

a los lazos de mecanismos de control para la regulación del caudal . Si se

alcanza una temperatura próxima a 400oC el sistema de control aumentará el caudal

y

si la temperatura baja demasiado , para no comprometer el rendimiento de la planta

20 que el control de temperatura en este tipo de días resulta más complicado ,

y

llega a no ser posible cuando la ausencia de radiación es total

conseguir que la temperatura alcance de nuevo el punto de consigna en un tiempo corto

y

con pocas oscilaciones . Figura 20 : Control de temperatura del

del campo solar en un día nublado Las diferencias entre datos teóricos

y

experimentales en este tipo de días son mayores , debido sobre todo a tiempos de

ha dado un primer paso para dotar al ingeniero de procesos o analista de plantas

y

sistemas termosolares de una herramienta gratuita denominada ParaTrough , implementada

implementada como librería en Modelica . Esta herramienta es modular , fácil de utilizar

y

flexible , permitiendo evaluar el rendimiento de la instalación , detectar fallos

rendimiento de la instalación , detectar fallos , explorar nuevos modos de operación

y

optimizar el sistema de campo solar de la planta de colectores cilindro - parabólicos

utilizando los datos meteorológicos típicos de localizaciones distantes entre sí

y

con valores reales de la planta Andasol 3 , en la provincia de Granada .

funcionalidad de la librería ParaTrough en su versión inicial queda limitada al modelado

y

simulación del campo solar ( macrosistema que aúna el sistema de recurso solar

y

sistema de fluido de transferencia calorífica ) , que es el núcleo de la planta

fluido de transferencia calorífica ) , que es el núcleo de la planta termosolar ,

y

a fluidos sin cambio de fase . integración en A pesar de los

los numerosos trabajos de investigadores sobre el tema , los esfuerzos en modelado

y

simulación de plantas industriales en general y solares en particular suelen encontrar

tema , los esfuerzos en modelado y simulación de plantas industriales en general

y

solares en particular suelen encontrar muchas reticencias para su la estructura empresarial

, no se tiene seguridad de que la herramienta sea válida para la planta concreta

y

, por tanto , aparecen dudas acerca de si la inversión tanto económica como de

ParaTrough , esta resistencia se minimiza al tratarse de una herramienta de código libre

y

con la suficiente flexibilidad para adaptarla al entorno particular de la planta

programarán las sub - librerías ciclo de potencia térmico , sistemas auxiliarse

y

planta los macrosistemas presentes en las plantas solares ( Figura 1 ) . (

operación bajo la influencia de nubes , minimizando sobrepasos en la temperatura

y

manteniendo correctamente así al fluido térmico dentro de sus condiciones óptimas

para comparar el rendimiento de los diferentes tipos de lazos solares comerciales

y

para comparar el comportamiento de un mismo campo solar en diversas localizaciones

abierto Thermopower ( Casella y Leva , 2006 ) para contemplar el ciclo de potencia

y

de conversión en energía eléctrica también es una opción de trabajo futuro para

Agradecimientos Al profesor Alfonso Urquía por sus comentarios

y

sugerencias sobre este artículo y su dirección del TFM preliminar del mismo . Especial

Al profesor Alfonso Urquía por sus comentarios y sugerencias sobre este artículo

y

su dirección del TFM preliminar del mismo . Especial mención además a Luis del

una edad superior a los 60 a˜nos se duplique en porcentaje entre el año 2000

y

2050 , pasando del 11 % ( aproximadamente 605 millo - nes ) al 22

a 395 millones de personas ) en el mismo intervalo de tiempo ( entre 2000

y

2050 ) . La disminuci´on en la activaci´on muscular voluntaria implica importantes

muscular voluntaria implica importantes modiﬁcaciones en la composici´on corporal

y

en la funci´on motora ( Arnold and Bautmans , 2014 ) . El mantenimiento de

motora ( Arnold and Bautmans , 2014 ) . El mantenimiento de la actividad motora

y

de la movilidad durante vejecimiento es crucial para la conservaci´on de la salud

la movilidad durante vejecimiento es crucial para la conservaci´on de la salud

y

de las funciones cognitivas ( Volkers et al . , 2012 ) . En

discapacidad cr´onica , incluyendo p´erdida de las funciones sensorial , motora

y

cognitiva . La rehabilitacion motora y la asistencia a la movilidad son tambi´en

p´erdida de las funciones sensorial , motora y cognitiva . La rehabilitacion motora

y

la asistencia a la movilidad son tambi´en requisitos importantes en pacientes que

requisitos importantes en pacientes que han tenido un accidente cerebro vascular

y

en personas en periodos de recuperacion de lesiones medulares incompletas . A nivel

incompletas . En estos casos , no siempre existe p´erdida total de las funciones sensorial

y

motora en los miembros inferiores de los pacientes . Sin embargo , estos individuos

inferiores de los pacientes . Sin embargo , estos individuos necesitan rehabilitacion

y

posteriormente , asistencia para volver a caminar . Por lo tanto , es necesario

´enfasis en la repetici´on , en el incremento progresivo de la diﬁcultad de la tarea

y

en la pr´actica funcional ( Husemann et al . , 2007 ; Winstein et al

de rehabilitacion . Generalmente , la rehabilitaci´on se basa en la experiencia

y

en las habilidades del ﬁsioterapeuta . Sin embargo , debido al gran n´umero de

habilidades del ﬁsioterapeuta . Sin embargo , debido al gran n´umero de pacientes

y

al tiempo que debe invertirse en las terapias , el hecho de contar con un

siglas en ingl´es ) , como las caracter´ısticas relacionadas a la desincronizacion

y

a la sincronizacion ( Kirchner et al . , 2014 ; Gallego et al .

el objetivo de aprovechar la anticipacion en la deteccion del movimiento con SMR

y

la precision de deteccion compatible a los MRCPs , este trabajo propone un nuevo

provenientes de SMR utilizando un clasiﬁcador bayesiano con dos clases : movimiento

y

no - movimiento ( Ib´a˜nez et al . , 2013 ) . Esto seguido de

Seccion 2 , se encuentra la descripci´on de los participantes del estudio , del equipo

y

del protocolo experimental empleado . En la Seccion 3 se describen las etapas del

EEG . Finalmente , los resultados del procesamiento se presentan en la Seccion 4

y

la discusion y conclusiones se realizan en las Secciones 5 y 6 , respectivamente

Finalmente , los resultados del procesamiento se presentan en la Seccion 4 y la discusion

y

conclusiones se realizan en las Secciones 5 y 6 , respectivamente . Metodos

en la Seccion 4 y la discusion y conclusiones se realizan en las Secciones 5

y

6 , respectivamente . Metodos Participantes Diez sujetos sanos ( 9 mujeres

a˜nos . Los criterios de exclusi´on fueron estar por fuera de este rango de edad

y

personas con problemas motores . Este estudio fue aprobado por el Comit´e ´Etico

electrodos basado en el est´andar internacional 10 - 20 con referencias biauriculares

y

una referencia de tierra localizada en la frente . Las posiciones fueron : F p1

F7 , F3 , Fz , F4 , F8 , C3 , Cz , C4

y

Pz . Se empleo tambien un sistema de sensores inerciales Tech MCS R (

real . En los experimentos se emplearon dos sensores , uno colocado en el muslo

y

otro sobre la pantorrilla del sujeto . El uso de sensores inerciales o unidades de

bloques del sistema . Fueron desarrollados dos programas , uno para la adquisicion

y

sincronıa de los datos provenientes de los dos sistemas y otro programa para el

uno para la adquisicion y sincronıa de los datos provenientes de los dos sistemas

y

otro programa para el procesamiento oﬀ - line de los datos adquiridos . La frecuencia

const´o de 30 repeticiones del movimiento de ﬂexion - extension de la rodilla

y

cada repeticion duro 30 segundos . Durante todas las sesiones , los sujetos estuvieron

sesiones , los sujetos estuvieron sentados confortablemente , con las manos relajadas

y

los pies sin tocar el piso . Se pidi´o al voluntario realizar el movimiento de

movimiento de rodilla normalmente , manteniendo los ojos abiertos , evitando parpadear

y

hablar . Las se˜nales de las IMUs fueron usadas para detectar el inicio del

emplearon las caracter´ısticas de los eventos relacionados a la desincronizaci´on

y

a la sincronizaci´on ( ERD / ERS ) , descritas por Pfurtscheller and Da Silva

( 10 segundos despu´es de la primera ) . La l´ınea base ( entre el segundo 5

y

8 ) es un per´ıodo en que el sujeto no se mueve y no tiene

el segundo 5 y 8 ) es un per´ıodo en que el sujeto no se mueve

y

no tiene la intenci´on de moverse . Los datos de las se˜nales en la l´ınea

de las IMUs fueron analizadas con un clasiﬁcador de umbral basado en el promedio

y

la desviacion estandar en el momento en el que no hay movimiento ( lınea

T es el umbral , m es la media , d es la desviacion estandar

y

p es un peso dado a la desviacion estandar del clasiﬁcador entre la region de

un peso dado a la desviacion estandar del clasiﬁcador entre la region de ruido

y

el incremento de la señal real . N es el numero de muestras usadas en

. N es el numero de muestras usadas en una ventana para calcular el promedio

y

la desviacion estandar , ∆t es el intervalo de tiempo correspondiente a N muestras

, ∆t es el intervalo de tiempo correspondiente a N muestras . Los parametros p

y

N fueron escogidos a traves de una etapa de seleccion de parametros . El objetivo

. En la etapa de seleccion , el parametro p vario de 1 a 10

y

el par´ametro N vari´o de 5 a 50 , en los dos casos con incrementos

, en los dos casos con incrementos de 1 . Ademas de los parametros p

y

N , se utilizo un perıodo refractario para que el clasiﬁcador pueda clasiﬁcar

EEG consta de dos etapas . La primera es el pre - procesamiento de la señal

y

la segunda es la clasiﬁcacion de la se˜nal , la cual incluye el entrenamiento

la se˜nal , un ﬁltrado espacial , un proceso de separacion de fuentes lineales

y

un ﬁltrado en la banda en la cual se desean observar las caracterısticas deseadas

la intencion de movimiento en donde se incluyen las etapas de pre - procesamiento

y

procesamiento de la señal EEG . Pre - procesamiento de la señal EEG

misma manera , debido a la gran distancia que existe entre la fuente de ruido

y

los electrodos colocados en la cabeza ( Bertrand et al . , 1985 ) .

este procesamiento se obtiene la media entre todos los canales de EEG analizados

y

este valor es restado del valor de la señal de Señales inerciales

Bayesiano / Umbral Intención de movimiento Figura 3 : Pre - procesamiento

y

procesamiento de las señales de EEG . cada canal , alterando el valor de

a la superﬁcie ( Benevides et al . , 2008 ) . La siguiente

y

´ultima etapa de pre - procesamiento se ocupa del ﬁltrado de la frecuencia en

muestras de energ´ıa . Se calcula la media de la energia de todas las ´epocas

y

la curva es suavizada a traves del calculo de la media de los puntos en

calcula la energıa en la banda de frecuencia de interes A ( banda µ )

y

la energıa media de un periodo de referencia anterior al evento R ( l´ınea base

un periodo de referencia anterior al evento R ( l´ınea base ) . El ERD

y

ERS se deﬁnen como porcentajes de incremento o decremento respectivamente , de

et al . , 2013 ) . Se emplearon dos clases : la clase movimiento

y

la clase est´atica . La primera , esta relacionada a los instantes de la intencion

est´atica . La primera , esta relacionada a los instantes de la intencion de movimiento

y

al movimiento efectivo . Se considera movimiento a todo intervalo de la tarea , en

la tarea , en la que el usuario realiza la extension de la pierna

y

posteriormente la ﬂexion . La segunda clase , est´a relacionada a los instantes

clase , est´a relacionada a los instantes en los que el sujeto no se mueve

y

no tiene intencion de hacerlo . Las caracterısticas escogidas para deﬁnir las

para deﬁnir las clases mencionadas son los valores PSD en los canales C4 , C3

y

Cz en frecuencias espec´ıﬁcas en la banda µ , con una resolucion de 0 ,

que se llaman discriminantes de las clases del clasiﬁcador . Los canales C4 , C3

y

Cz fueron seleccionados porque est´an directamente relacionados con las ´areas

est´an directamente relacionados con las ´areas motoras de la corteza cerebral ,

y

son los electrodos en los que el evento relacionado con la intencion de movimiento

diferencia entre los discriminantes refe - rentes a las clases : movimiento ( m )

y

est´atica ( e ) . Esta diferencia es calculada como una resta de la media

como una resta de la media de PSD en la banda µ entre un instante

y

otro , o sea , para la clase estatica y para la clase movimiento ,

banda µ entre un instante y otro , o sea , para la clase estatica

y

para la clase movimiento , como se describe en la ecuaci´on ( 3 ) .

considerando los valores promedio para las frecuencias correspondientes fk ) de las clases e

y

m , variando las fi frecuencias del espectro dentro de la banda µ . Para

densidad de potencia espectral fueron las que se consideraron en el entrenamiento ,

y

el valor PSD de estas fre - cuencias se utilizo en la clasiﬁcacion .

iniciales fueron descartados debido a que es el periodo de estabilizacin de la señal

y

no debe ser considerado . A parte de eso , fueron detectados los segundos iniciales

debe ser considerado . A parte de eso , fueron detectados los segundos iniciales

y

ﬁnales que varian entre las repeticiones y dependen del tiempo de cada movimiento

fueron detectados los segundos iniciales y ﬁnales que varian entre las repeticiones

y

dependen del tiempo de cada movimiento . Estos fueron descartados con el ﬁn de

obsero que la varianza de la diferencia entre los discriminantes de la clase estatica

y

la clase movimiento es mas estable y proporciona una clasiﬁcacion mas precisa que

entre los discriminantes de la clase estatica y la clase movimiento es mas estable

y

proporciona una clasiﬁcacion mas precisa que solo la diferencia entre los discriminantes

diferencia de las funciones discriminantes del clasiﬁcador bayesiano gcm ( ¯x j )

y

gce ( ¯x j ) en cada ventana . Como se mencion´o anteriormente , se

entre los discriminantes . La clasiﬁcaci´on implica el an´alisis de la varianza

y

tambi´en el del mayor valor del discriminante de la clase seleccionada . Por lo tanto

Por lo tanto , se utiliza un clasiﬁcador de umbral , basado en los valores promedio

y

de desviaci´on est´andar de la señal resultante obtenida de la ecuacion ( 4 )

1 . El parametro N vari´o de 5 a 20 con un incremento de 1

y

el periodo refractario que vari´o de 2 a 20 muestras con incrementos de 1 ,

la primera muestra de las ventanas que est´en por encima del umbral . El entrenamiento

y

la clasiﬁcaci´on de la señal EEG se rea - lizaron mediante el procedimiento de

sufrir variaciones entre sujetos por las diferencias en la conductividad de la piel

y

el cabello debido a oleosidad , temperatura y biotipo del sujeto ( Latikka et al

diferencias en la conductividad de la piel y el cabello debido a oleosidad , temperatura

y

biotipo del sujeto ( Latikka et al . , 2001 ) . Por esta raz´on

del mismo sujeto en lugar de dividir los sujetos en un grupo para el entrenamiento

y

otro grupo para la clasiﬁcacion de la señal . De esta manera , para

entrenamiento del clasiﬁcador bayesiano que est´a compues - to de 20 ensayos ,

y

( 2 ) grupo para la clasiﬁcaci´on compuesto de 10 ensayos . Este ´ultimo grupo

EEG se considera clasiﬁcada correctamente entre 2 segundos antes del movimiento

y

hasta 1 segundo despues del movimiento , porque la caracter´ıstica ERD que evalua

correctamente clasiﬁcado es el intervalo antes del movimiento , entre 2 segundos antes

y

el movimiento en si . A traves de las detecciones en esta ventana de tiempo

discriminantes , es claramente visible la separacion entre las clases movimiento

y

estatica , lo cual facilita la clasiﬁcacion con el clasiﬁcador de umbral y aumenta

movimiento y estatica , lo cual facilita la clasiﬁcacion con el clasiﬁcador de umbral

y

aumenta la precision del sistema . Considerando la ventana de tiempo deﬁnida anteriormente

anticipacion para la señal EEG es de 678 , 04 ± 127 , 32 ms

y

que la media de tiempo en el que el sistema detecto esta señal fue de

este caso de estudio ) . Este estudio estuvo enfocado a las extremidades inferiores

y

en trabajos futuros ser´an analizados movimientos de las extremidades superiores

que no existen diferencias en las señales ERD / ERS en sujetos de genero femenino

y

masculino ( Gourab and Schmit , 2010 ) . El hecho de que el grupo

2010 ) . El hecho de que el grupo de sujetos sea de individuos jovenes

y

saludables puede inﬂuenciar en los resultados en terminos de precision . Otros

los resultados en terminos de precision . Otros estudios con individuos saludables

y

con deﬁciencia motora , que usaron SMR , demostraron una diferencia en la precision

clasiﬁcacion . En proximos estudios se consideraran analisis con poblaciones de ancianos

y

sujetos con deﬁciencias motoras . Los resultados obtenidos pueden ser considerados

tecnicas como MRCP han sido sugeridas para mejorar la precision en la clasiﬁcacion

y

que ha comenzado a ser considerada en estudios enfocados a miembros inferiores .

de MRCP proporciona una precision de deteccion del movimiento en la señal de EEG

y

a diferencia de ERD / ERS , este tipo de potencial se puede detectar siempre

Comparados con los resultados de este trabajo ( precision media aproximadamente de 43 %

y

anticipaci´on media aproximadamente de 680 ms ) , Jiang et al . ( 2015 )

( 2015 ) alcanz´o una precision media de 76 , 9 ± 8 , 97

y

un tiempo medio de anticipacion de 156 ± 369 ms trabajando con 9 sujetos .

enfoque en la clasiﬁcacion de señales de SMR para obtener un aumento de la precision

y

abrir la posibilidad de usarla en miembros inferiores ( aprovechando la capacidad

proporciona el analisis de SMR ) , los autores consideran las comparaciones entre SMR

y

MRCP en una BCI a partir de las limitaciones de cada una de estas tecnicas

la diferencia entrel los discriminantes del clasiﬁcador bayesiano para −1 ≤

y

≤ 2 . los resultados de precision alcanzada si se tiene en

mas comandos de control en un intervalo de tiempo para un movimiento m´as natural

y

´agil del usuario . Permitirıa tambien el uso de sistemas de control mas complejos

procesamiento . Figura 9 : Gr´aﬁco comparativo entre el clasiﬁcador bayesiano

y

la clasiﬁcacion propuesta usando la varianza de la diferencia de los discriminantes

de los discriminantes . Conclusion Figura 10 : Tiempos de anticipacion

y

deteccion del sistema . una eﬁcacia media del 30 % en comparacion con el

considera aceptable , porque el gorro de EEG es del estandar internacional 10 - 20

y

adem´as porque depende solamente de dos sensores inerciales , que no presentan limitaciones

El metodo de clasiﬁcacion de EEG se llevo a cabo basado en la frecuencia

y

el tiempo con un clasiﬁcador bayesiano y posteriormente con un clasiﬁcador de

se llevo a cabo basado en la frecuencia y el tiempo con un clasiﬁcador bayesiano

y

posteriormente con un clasiﬁcador de umbral con la varianza de la diferencia de

desarrollara la deteccion on - line de movimiento con un sistema de retroalimentacion

y

la adopcion de estrategias de control en tiempo real .

funciona como una maquinaria de precisión capaz de ejecutar movimientos armoniosos

y

proezas , como las que exhiben los grandes deportistas . Lamentablemente , la función

de deteriorarse o , peor aún , enfermedades neuro - perderse debido degenerativas

y

otros tratamiento médico convencional en estos casos consiste en la aplicación

médico convencional en estos casos consiste en la aplicación repetida de fuerzas

y

momentos mecánicos sobre el cuerpo del paciente para rehabilitar su movilidad .

rehabilitación tuvieron su origen en los primeros tratamientos , mediante prótesis

y

ortesis , desarrollados para las disfunciones motoras causadas por la Segunda Guerra

desarrollados para las disfunciones motoras causadas por la Segunda Guerra Mundial

y

la posterior epidemia de poliomielitis ( DiGiovine et al , 2014 ) . En la

rehabilitadores disponibles , mejorar posiblemente la efectividad de los convencionales ,

y

proveer de soluciones asistenciales más allá de la rehabilitación clínica .

visión representativa de los avances logrados en la investigación , desarrollo

y

aplicación en España de las neurotecnologías de asistencia y rehabilitación ,

investigación , desarrollo y aplicación en España de las neurotecnologías de asistencia

y

rehabilitación , en trastornos motores principalmente . El contenido de este artículo

organiza en cuatro secciones . En la sección 2 se presenta el concepto , papel

y

modalidades de las neurotecnologías . También se introduce una taxonomía , de

clasificación se distinguen dos grandes categorías : tecnologías fundamentales

y

tecnologías auxiliares . En la sección 3 se describen contribuciones de grupos

. , 2017 ) , que cubre las tecnologías auxiliares , la trasferencia tecnológica

y

la aplicación clínica de las neurotecnologías en España . Neurotecnologías

clínica de las neurotecnologías en España . Neurotecnologías para asistencia

y

rehabilitación Se denomina neurotecnología a cualquier tecnología dirigida

herramientas eficaces tanto a la investigación , como a las tareas clínicas de diagnosis

y

tratamiento . Así , existen neurotecnologías para analizar y comprender el

de diagnosis y tratamiento . Así , existen neurotecnologías para analizar

y

comprender el sistema nervioso y su función , para registrar distintas manifestaciones

Así , existen neurotecnologías para analizar y comprender el sistema nervioso

y

su función , para registrar distintas manifestaciones de su actividad , para valorar

manifestaciones de su actividad , para valorar su reparación o funcionamiento ,

y

para compensación de sus funciones . llevar a cabo la Atendiendo a

. llevar a cabo la Atendiendo a los distintos principios de diseño

y

operación se pueden distinguir diferentes tipos de neurotecnologías Una gran parte

. El presente artículo se focaliza en las primeras . la En rehabilitación

y

la modalidad física existen tanto neurotecnologías la desarrolladas específicamente

tecnologías , también de naturaleza física , dirigidas a los sistemas sensorial

y

musculo - esquelético , de los que el sistema nervioso es inseparable . En última

de carácter general que completan el universo de las empleadas en rehabilitación

y

asistencia . Las tecnologías de los dos primeros grupos conforman una categoría

de las interfaces neurales , puesto que sus dispositivos se desarrollan íntegra

y

específicamente para interaccionar con el sistema nervioso . En este cometido ,

este cometido , las interfaces neurales se pueden emplear para registrar , procesar

y

estimular la actividad nerviosa . La interfaz cerebro - computador basada en electroencefalografía

basada en electroencefalografía . Estas interfaces son sistemas de comunicación

y

/ o control , capaces de remplazar a los nervios periféricos y músculos empleados

de comunicación y / o control , capaces de remplazar a los nervios periféricos

y

músculos empleados para enviar mensajes al entorno y actuar sobre él , cuando éstos

a los nervios periféricos y músculos empleados para enviar mensajes al entorno

y

actuar sobre él , cuando éstos se encuentran dañados . interfaz neural más extendida

un campo de aplicación mayor . Así , la robótica , la imagen médica ,

y

la regulación de procesos fisiológicos , proporcionan dispositivos y técnicas

médica , y la regulación de procesos fisiológicos , proporcionan dispositivos

y

técnicas para la robótica de rehabilitación y asistencia , la neuroimagen , la

fisiológicos , proporcionan dispositivos y técnicas para la robótica de rehabilitación

y

asistencia , la neuroimagen , la neuromodulación y la neuroestimulación . La primera

robótica de rehabilitación y asistencia , la neuroimagen , la neuromodulación

y

la neuroestimulación . La primera se emplea en la reparación , refuerzo , y remplazamiento

neuromodulación y la neuroestimulación . La primera se emplea en la reparación , refuerzo ,

y

remplazamiento de funciones motoras perdidas o dañadas . Un ejemplo notable de esta

debidos a ictus , o a lesiones medulares completas o incompletas . En rehabilitación

y

asistencia las tecnologías de neuroimagen , como la resonancia magnética funcional

y

la magnetoencefalografía juegan un papel de ayuda al estudio y a la valoración

magnética funcional y la magnetoencefalografía juegan un papel de ayuda al estudio

y

a la valoración . La neuromodulación es la regulación de la actividad nerviosa

esta neurotecnología son la transcraneal Tecnologías para los sistemas sensorial

y

musculo - esquelético El sistema nervioso no está aislado . Por ello , en

esquelético El sistema nervioso no está aislado . Por ello , en rehabilitación

y

asistencia no es extraño encontrar el uso combinado de alguna de las anteriores

neurotecnologías con tecnologías dirigidas al sistema muscular , como la electromiografía ,

y

/ o al sistema sensorial , como la estimulación cutánea . Tecnologías de soporte

al sistema sensorial , como la estimulación cutánea . Tecnologías de soporte

y

complemento las Todas tecnologías presentadas se sustentan sobre tecnologías

las Todas tecnologías presentadas se sustentan sobre tecnologías más básicas

y

generales . La tecnología electrónica proporciona dispositivos de registro , de

La tecnología electrónica proporciona dispositivos de registro , de captación

y

trasmisión de señal , sistemas de medición , arquitecturas hardware de procesamiento

medición , arquitecturas hardware de procesamiento , etc . La tecnología de señales

y

sistemas proporciona métodos de procesamiento de señal , integración sensorial

información proporcionan soporte computacional para el procesamiento , transmisión

y

almacenamiento de datos , interfaces de usuario multimodales , entornos virtuales

Grupos de investigación en España en tecnologías fundamentales de asistencia

y

rehabilitación En esta sección se describen , sin ánimo de ser exhaustivos ,

Interfaces cerebro - computador Una interfaz cerebro - computador se basa en registrar

y

procesar la actividad cerebral de la persona con la finalidad de traducirla en comandos

interfaces cerebro - computador con aplicaciones en el ámbito de la rehabilitación

y

/ o asistencia . El Brain - Machine Interface Systems Lab de la Universidad

interfaces cerebro - computador , basadas en EEG , aplicadas a la rehabilitación

y

asistencia tanto de miembro superior como de miembro inferior . Para la rehabilitación

DPI2011 - 27022 - C02 - 01 ) , financiado por el Ministerio de Economía

y

Competitividad , la UMH ha desarrollado dos interfaces cerebro - computador , una

desarrollado dos interfaces cerebro - computador , una basada en imaginación motora

y

otra basada en la detección de la intención de movimiento , que permiten controlar

obstáculos inesperados durante la marcha ( Salazar - Varas et al . , 2015 )

y

una interfaz cerebro - computador que permite detectar el inicio y fin de la marcha

. , 2015 ) y una interfaz cerebro - computador que permite detectar el inicio

y

fin de la marcha ( Hortal et al . , 2016 ) . Por otra parte ,

mediante 4 tareas mentales un brazo robot ( Hortal et al . , 2015a )

y

una BCI basada en potenciales evocados que permite controlar un brazo robot en 6

uso de técnicas basadas en realidad virtual , ii ) control de una silla de ruedas

y

iii ) mejora de la usabilidad de teclados virtuales basados en el P300 y aplicados

ruedas y iii ) mejora de la usabilidad de teclados virtuales basados en el P300

y

aplicados a pacientes de esclerosis lateral amiotrófica ( ELA ) . La mejora de técnicas

al . , 2008 , Da Silva - Sauer et al . , 2013 )

y

, por otro lado , hacer uso de técnicas de realidad virtual que proporcionasen mayor

proporcionasen mayor atractivo al feedback , incrementando la motivación del sujeto

y

mejorando sus prestaciones ( Ron - Angevin et al . , 2009a ) . La

, 2010 ) , robots ( Velasco - Álvarez et al . , 2013 )

y

, finalmente , sillas de ruedas ( Varona - Moya et al . , 2015

escritura . Para ello , el teclado desarrollado se ha basado en una matriz reducida

y

en el predictor T9 , habiendo sido probado sobre sujetos sanos y un paciente

matriz reducida y en el predictor T9 , habiendo sido probado sobre sujetos sanos

y

un paciente de ELA con resultados muy positivos ( Da silva - Sauer et al

tales como TV , DVD , luces , reproductor de música , ventilador , calefacción

y

teléfono ( Corralejo et al . , 2014 ) ; ( 2 ) una aplicación

través de hipervínculos , la reproducción de multimedia , la redacción de e - mails

y

formularios , etcétera ( Martínez - Cagigal et al . , 2016 ) ; y

y formularios , etcétera ( Martínez - Cagigal et al . , 2016 ) ;

y

( 3 ) una aplicación de entrenamiento cognitivo orientada a ralentizar las consecuencias

BCI Lab - UGR ) , encuadrado dentro del grupo de investigación CASIP ( Circuitos

y

Sistemas para el Procesamiento de la Información ) , ha contribuido en el apartado

a través de diversas líneas , entre las que destacan : i ) la caracterización

y

uso de potenciales evocados visuales de estado estable o SSVEP ( del inglés , Steady

( Lopez - Gordo et al . , 2011a ) , ii ) el estudio

y

aplicación de los potenciales evocados auditivos en BCI ( Lopez - Gordo et al .

( Lopez - Gordo et al . , 2011b ) , iii ) la detección

y

clasificación de la atención selectiva a través de BCI en escenarios con múltiples

fuentes de sonido o efecto Cocktail Party ( Minguillon et al . , 2016a )

y

iv ) la exploración y el estudio de nuevos métodos para sincronización en aplicaciones

Cocktail Party ( Minguillon et al . , 2016a ) y iv ) la exploración

y

el estudio de nuevos métodos para sincronización en aplicaciones BCI ( Lopez -

Event - Related Potentials ) ( Lopez - Gordo et al . , 2015 )

y

otros métodos basados en bio - sincronización ( Lopez - Gordo et al . ,

de la UGR ha realizado una revisión crítica del estado del arte sobre tendencias

y

requisitos para la eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon

de Andalucía , en colaboración con el grupo DIANA de la Universidad de Málaga ;

y

b ) el proyecto Plat - EEG ( Plataforma de altas prestaciones para la adquisición

Plat - EEG ( Plataforma de altas prestaciones para la adquisición , extracción

y

procesamiento inteligente de señales EEG , P11 - TIC7983 ) de la Junta de Andalucía

el grupo DIANA de la Universidad de Málaga . El Grupo de Ingeniería Neural

y

Cognitiva del Centro de Automática y Robótica ( CAR ) , UPM - CSIC ,

de Málaga . El Grupo de Ingeniería Neural y Cognitiva del Centro de Automática

y

Robótica ( CAR ) , UPM - CSIC , ha implementado (

) en una una estrategia que integra el Sistema Nervioso Periférico ( SNP )

y

el Sistema Nervioso Central terapia de rehabilitación física y cognitiva mediante

Periférico ( SNP ) y el Sistema Nervioso Central terapia de rehabilitación física

y

cognitiva mediante el desarrollo de una interfaz cerebro - computador ( Serrano et

- vascular ( Antelis et al . , 2017 ) . Robótica de rehabilitación

y

asistencia La robótica de rehabilitación y asistencia representa el paradigma

2017 ) . Robótica de rehabilitación y asistencia La robótica de rehabilitación

y

asistencia representa el paradigma de la tecnología robótica en interacción con

inglés ) , son un ejemplo de tecnología robótica aplicada a la rehabilitación

y

la asistencia ( Pons , 2010 ) . La robótica de rehabilitación y asistencia

rehabilitación y la asistencia ( Pons , 2010 ) . La robótica de rehabilitación

y

asistencia se aplica para paliar trastornos del movimiento de origen neurológico

origen neurológico o traumático , que afectan al miembro superior e inferior ,

y

es un campo de investigación extremadamente activo en las últimas décadas , hasta

prototipo , E2REBOT , que se encuentra actualmente en fase de validación clínica

y

en el que se han aplicado los resultados de dos líneas de investigación : sistemas

aplicado los resultados de dos líneas de investigación : sistemas de control hápticos

y

estrategias de control basadas en realimentación de señales fisiológicas . E2REBOT

( " Assist as Needed " ) ( Guerrero et al . , 2011 )

y

permite ajustar varios parámetros durante el desarrollo de la terapia , de manera

durante el desarrollo de la terapia , de manera automática de acuerdo a la situación

y

necesidades del paciente , ( Guerrero et al . , 2010 ) . La segunda línea

trabaja , entre otros temas , en el desarrollo de robots para aplicaciones médicas

y

dispositivos de asistencia y rehabilitación . En el campo de la robótica de rehabilitación

en el desarrollo de robots para aplicaciones médicas y dispositivos de asistencia

y

rehabilitación . En el campo de la robótica de rehabilitación este grupo es activo

dispositivos asistenciales para su uso en terapias adaptativas , interfaces multimodales

y

análisis cinemático y dinámico del control motor humano ( Badesa et al . ,

su uso en terapias adaptativas , interfaces multimodales y análisis cinemático

y

dinámico del control motor humano ( Badesa et al . , 2016 ) .

prótesis , es una de las áreas de creciente interés en la comunidad científica

y

clínica . El Grupo de Neuro - Rehabilitación del Instituto Cajal ha sido uno de

miembro inferior , dirigidos , por tanto , a trastornos neurológicos como el ictus ,

y

con el objetivo de normalizar y rehabilitar el patrón de marcha patológico ( Moreno

por tanto , a trastornos neurológicos como el ictus , y con el objetivo de normalizar

y

rehabilitar el patrón de marcha patológico ( Moreno et al . , 2008 ; Cullell

aportaciones en este ámbito se han centrado en el desarrollo de nuevos actuadores compactos

y

energéticamente eficientes ( Moreno et al . , 2005 ; Claros et al . ,

la segmentación del ciclo de la marcha , como para la identificación de estados

y

sub - fases de dicho ciclo ( Moreno et al . , 2006 ; Lambrecht

. , 2006 ; Lambrecht et al . , 2016 ) . también

y

supresión De esta etapa inicial se pueden destacar las contribuciones en

compatibilidad con la cinemática articular anatómica , la transparencia de uso

y

a su validación mediante estudios piloto con pacientes con la enfermedad de Parkinson

validación mediante estudios piloto con pacientes con la enfermedad de Parkinson

y

con temblor esencial ( Rocon et al . , 2007 ) . de

temblores En general se puede decir que , a partir de estos primeros desarrollos ,

y

al margen de mejoras en control , mecánica y sensorización ( Bortole et al .

partir de estos primeros desarrollos , y al margen de mejoras en control , mecánica

y

sensorización ( Bortole et al . , 2015 ; Rajasekaran et al . , 2014

, la tendencia hasta la actualidad ha incluido : ( 1 ) El estudio

y

desarrollo de mejores interfaces cognitivas con los robots de rehabilitación ( Lagoda

Barrios et al . , 2012 ; Xu et al . , 2014 ) ,

y

la extracción de información no intencional del operario ( por ejemplo , temblores

exploración de la neuroprotésica como alternativa a la robótica en rehabilitación

y

asistencia ( Hayashibe et al . , 2015 ) . Aquí cabe destacar el desarrollo

supresión de temblores patológicos en el marco de los proyectos europeos TREMOR

y

NEUROTREMOR , con aproximaciones ligeramente diferentes , en el primer caso mediante

( Gallego et al . , 2013 , Koutsou et al . , 2016 )

y

en el segundo caso mediante estimulación periférica sensorial ( Dosen et al . ,

2016 ) . ( 3 ) El desarrollo de sistemas híbridos que incorporan robots

y

neuroprótesis para la rehabilitación y la asistencia , en el ámbito del entrenamiento

sistemas híbridos que incorporan robots y neuroprótesis para la rehabilitación

y

la asistencia , en el ámbito del entrenamiento de la marcha ( del Ama et

del entrenamiento de la marcha ( del Ama et al . , 2014 ) ,

y

en el ámbito del control coordinado y aprendizaje de modelos para la rehabilitación

Ama et al . , 2014 ) , y en el ámbito del control coordinado

y

aprendizaje de modelos para la rehabilitación del miembro superior ( Resquín et

. , 2015b ) . ( 4 ) El uso del robot de rehabilitación

y

el sistema sensorial adjunto para la valoración del progreso en el proceso de

sensorial adjunto para la valoración del progreso en el proceso de rehabilitación

y

asistencia , mediante variables biomecánicas ( de los Reyes - Guzmán et al . ,

Nombela et al . , 2016 ; Barroso et al . , 2016 ) ,

y

mediante variables bioeléctricas centrales , tales como EEG , ( Ibáñez et al .

( Ibáñez et al . , 2015 ) . ( 5 ) El desarrollo

y

propuesta de entornos normativos para la evaluación comparativa de estos sistemas

intervenciones no tecnológicas , por ejemplo , mediante la asociación de fármacos

y

terapia robótica ( Tran et al . , 2016 ) , o tecnológica , por ejemplo

mediante combinación con estimulación cerebral por TMS o tDCS . Procesado de EEG

y

MEG El procesado de señales biomédicas se revela fundamental en el estudio de

mecanismos necesarios para desarrollar nuevas neurotecnologías de rehabilitación

y

asistencia . Concretamente , este apartado se centra en el estudio de las señales

apartado se centra en el estudio de las señales de electroencefalografía ( EEG )

y

magnetoencefalografía ( MEG ) , capaces de registrar las actividades eléctrica

y

magnética del cerebro , respectivamente . El Grupo de Ingeniería Biomédica de

de Ingeniería Biomédica de la Universidad de ( GIB - UVa ) posee una amplia

y

contrastable Valladolid experiencia en el procesado de dichas señales . Este grupo

( Fernández et al . , 2012 ; Gómez et al . , 2013 )

y

ayudar al diagnóstico de diferentes patologías , como la enfermedad de Parkinson

señal relativo a la cancelación de artefactos ( Escudero et al . , 2011 )

y

reducir el coste computacional en el análisis MEG ( Martínez - Zarzuela et al .

Investigación en Ingeniería Biomédica de la Universitat Politècnica de Catalunya ,

y

aplica técnicas de ingeniería al ámbito médico para la mejora de los procesos

ingeniería al ámbito médico para la mejora de los procesos de rehabilitación

y

las terapias clínicas , que se evalúan y monitorizan a través de procesado de

mejora de los procesos de rehabilitación y las terapias clínicas , que se evalúan

y

monitorizan a través de procesado de señales multicanal en los ámbitos neurológico

de procesado de señales multicanal en los ámbitos neurológico , neuromuscular ,

y

respiratorio . En el primero de ellos , se persigue la mejora de la detección y

y respiratorio . En el primero de ellos , se persigue la mejora de la detección

y

caracterización de la actividad y conectividad cerebrales para evaluar los efectos

ellos , se persigue la mejora de la detección y caracterización de la actividad

y

conectividad cerebrales para evaluar los efectos de enfermedades neurológicas y

y conectividad cerebrales para evaluar los efectos de enfermedades neurológicas

y

neurodegenerativas , así como el efecto farmacológico durante vigilia y sueño

neurológicas y neurodegenerativas , así como el efecto farmacológico durante vigilia

y

sueño . La cuantificación de estos efectos , mediante técnicas de procesado avanzadas

evaluar objetivamente , por ejemplo , los efectos de un fármaco en el cerebro ,

y

de esta forma poder determinar el instante y la dosis más adecuada . El grupo

de un fármaco en el cerebro , y de esta forma poder determinar el instante

y

la dosis más adecuada . El grupo BIOART ha desarrollado métodos automáticos de

gravemente distorsionado debido a artefactos de origen metálico . Tras el diseño

y

aplicación de un algoritmo automático se evaluó las mejoras de las señales filtradas

frecuencia . Mediante la utilización de beamformer , una técnica de reducción de ruido

y

localización de fuentes cerebrales , se desarrollaron métodos para la detección

- procesamiento de señales de EEG , habiendo desarrollado sistemas de detección

y

eliminación de artefactos en EEG ( Vialatte et al . , 2008 ; Solé -

las que destacan : i ) una revisión crítica del estado del arte en tendencias

y

requisitos para la eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon

eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon et al . , 2017 )

y

ii ) un estudio relacionado con la medida del estrés a través de ritmos cerebrales

del estrés a través de ritmos cerebrales ( Minguillon et al . , 2016b )

y

la influencia de la luz sobre distintas señales electrofisiológicas ( incluyendo

and Language ” ha realizado numerosas publicaciones analizando señales EEG , MEG

y

técnicas de neuroimagen aplicados a estudiar los trastornos del lenguaje y el efecto

, MEG y técnicas de neuroimagen aplicados a estudiar los trastornos del lenguaje

y

el efecto del multilingüismo en la actividad cerebral ( Antonakakis et al . , 2016

caracterizar los pacientes con deterioro cognitivo leve ( López et al . , 2014 )

y

pre - procesado de la señal MEG ( Gonzalez - Moreno et al . ,

estudia los mecanismos cerebrales de las funciones cognitivas , desde la atención

y

la percepción auditiva , hasta el procesamiento de las emociones mediante los potenciales

potenciales evocados del EEG ( Slabu et al . , 2010 ) . Neuromodulación

y

Neuroestimulación Durante los últimos años la industria tecnológica ha mostrado

con un cambio en el paradigma de la rehabilitación . no neuroestimulación

y

implantados . La La estimulación neuronal permite modular directamente la actividad

tenido gran éxito en la traslación desde la investigación básica a la clínica

y

está representando un mercado interesante para apoyar una industria muy activa de

estimulación mediante las técnicas de rTMS ( repetitive Transcraneal Magnetic Stimulation )

y

tDCS representa una manera nueva , indolora y no invasiva de estimulación del cerebro

Transcraneal Magnetic Stimulation ) y tDCS representa una manera nueva , indolora

y

no invasiva de estimulación del cerebro de las personas de cara a modular las funciones

neurorehabilitación , representan una gran oportunidad para guiar fénomenos de neuroplasticidad

y

conseguir mejoras los funcionales . No obstante , sobre estimulación cortical necesitan

como se deben realizar más estudios que demuestren que son tratamientos eficaces

y

aplicables en personas afectas de alteraciones del SNC . En este capítulo el Institut

Institut Guttmann es Centro de Referencia Nacional ( CSUR ) para la lesión medular

y

tiene varios programas de implantes de neuroprótesis para suplir funciones perdidas

; Slof et al . , 2014 ) , implante para manejo de la vejiga

y

el intestino neurógeno , sistema SARS ( Sacral Anterior Root Stimulator ) ( Sarrias

) ( Sarrias et al . , 1993 ; Borau Duran , 2004 ) ,

y

estimulación del nervio dorsal genital para la hiperactividad del detrusor en la

en técnicas de estimulación cerebral no invasiva a través de técnicas de TMS

y

tDCS . Ambas se han venido utilizando durante los últimos años en diferentes aplicaciones

envejecimiento ( Vidal - Piñeiro et al . , 2014 ) . Además ,

y

en colaboración con otros grupos , se han usado técnicas de estimulación . Por ejemplo

usado técnicas de estimulación . Por ejemplo , con el Instituto de Fisiología

y

Medicina del Arte en Terrassa , para el tratamiento de la distonía en músicos (

los trastornos de lenguaje o afasia ( Martin et al . , 2014 ) ;

y

con el Laboratorio de Fisiología Gastrointestinal del Hospital de Mataró , para

) , en el marco del proyecto Associate financiado por el Ministerio de Economía

y

Competitividad ( DPI2014 - 58431 - C4 - 2 - R ) , está desarrollando

al . , 2016 ) con la finalidad de combinarlas con interfaces cerebro - máquina

y

exoesqueletos de miembro inferior para mejorar las terapias de rehabilitación de

ha estudiado el efecto que tiene el aplicar técnicas de tDCS en la corteza motora

y

el cerebelo en la clasificación de imaginación motora a partir del EEG ( Angulo

al . , 2016 ) . Conclusión Las neurotecnologías para rehabilitación

y

asistencia engloban un conjunto variado de tecnologías . Parte de ellas resultan

distintos papeles auxiliares . Este artículo ha dirigido su atención a las primeras ,

y

la revisión llevada a cabo ha mostrado que la investigación de las neurotecnologías

neurotecnologías en España cubre un amplio rango de tecnologías fundamentales

y

tratamientos , y que numerosos grupos desarrollan su labor en este ámbito con buenos

neurotecnologías en España cubre un amplio rango de tecnologías fundamentales y tratamientos ,

y

que numerosos grupos desarrollan su labor en este ámbito con buenos resultados .

NEUROTEC - Red Temática de Investigación en Neurotecnologías para la Asistencia

y

la Rehabilitación ( DPI2015 - 69098 - REDT ) , financiada por Ministerio de Economía

Rehabilitación ( DPI2015 - 69098 - REDT ) , financiada por Ministerio de Economía

y

Competitividad . Introducci´on Los sistemas Brain - Computer

Interface ( BCI ) permiten establecer un sistema de comunicacion entre el cerebro

y

el medio capaz de traducir las intenciones del usuario en comandos de control de

comandos de control de un dispositivo ( K¨ubler et al . , 2007 ; K¨ubler

y

Birbaumer , 2008 ; Wolpaw et al . , 2000 , 2002 ) . Generalmente

neuronales que controlan las funciones motoras ( K¨ubler et al . , 2007 ; K¨ubler

y

Birbaumer , 2008 ; Wolpaw et al . , 2000 , 2002 ) . Aunque

debido a su bajo coste , facilidad de uso , portabilidad ,

y

naturaleza no invasiva . De esta manera , la actividad el´ectrica del cerebro se

camuﬂados entre est´ımulos irrelevantes que tienen que ser ignorados ( Farwell

y

Donchin , 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Originalmente desarrollado por

, 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Originalmente desarrollado por Farwell

y

Donchin ( 1988 ) , el “ P300 Speller ” es una de las aplicaciones

estimulaci´on visual . Consiste en mostrar al usuario una matriz de comandos cuyas ﬁlas

y

columnas se iluminan aleatoriamente . El usuario ´unicamente debe prestar atenci´on

comando que desea seleccionar el usuario , por tanto , se determina reconociendo donde

y

cuando se han producido tales potenciales ( Farwell y Donchin , 1988 ; Wolpaw et

determina reconociendo donde y cuando se han producido tales potenciales ( Farwell

y

Donchin , 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Debido a

al . , 2002 ) . Debido a la alta variabilidad inter - sesion

y

a la baja relacion señal a ruido , es necesario realizar un promediado de varias

un sobre - entrenamiento del clasiﬁcador ( Cecotti et al . , 2011 ; Perseh

y

Sharafat , 2012 ) . Una reducci´n de los datos a procesar , ya sea

o una seleccion de canales , por tanto , ayuda a evitar el sobre - entrenamiento

y

reducir la carga computacional del sistema . De hecho , el uso de un numero ´optimo

clasiﬁcadores , como un conjunto de maquinas vectoriales de soporte ( Rakotomamonjy

y

Guigue , 2008 ) o un analisis discriminante lineal bayesiano despues de aplicar un

xDAWN para ensalzar los potenciales P300 ( Rivet et al . , 2012 ) ;

y

( ii ) los basados en el ratio entre la señal buscada y la señal

) ; y ( ii ) los basados en el ratio entre la señal buscada

y

la señal ruidosa ( SSNR ) ( Cecotti et al . , 2011 ) .

metodos deterministas funcionan adecuadamente cuando la funcion a optimizar es continua

y

unimodal . No obstante , en la practica , la funcon de coste suele ser discontinua

y

presentar irregularidades , aumentando la probabilidad de que este tipo de metodos

, 2013 ) . La SI integra el comportamiento colectivo de sistemas descentralizados

y

auto - organizados , cuya poblacion esta formada por agentes que interactuan entre

organizados , cuya poblacion esta formada por agentes que interactuan entre ellos

y

con el entorno ( Yang et al . , 2013 ) . El ﬂujo de

informacion que se transmite entre dichos agentes permite realizar una busqueda local

y

global simultaneamente , lo cual aumenta la robustez del sistema al no depender de

, lo cual aumenta la robustez del sistema al no depender de agentes individuales

y

, por tanto , evita la convergencia hacia un mınimo local ( Brownlee , 2011 ;

con anterioridad , reportando resultados adecuados ( Jin et al . , 2010 ; Perseh

y

Sharafat , 2012 ; Gonzalez et al . , 2013 ) . No obstante , la

campo de investigacion muy extenso que cada vez integra una mayor cantidad de metodos

y

, hasta donde tenemos conocimiento , no se ha evaluado el rendimiento de algoritmos

3 ) colonia artiﬁcial de abejas , ( 4 ) sistema binario de hormigas ,

y

( 5 ) algoritmo de luciernagas Señales Los metodos aplicados en este estudio

Los usuarios debıan ﬁjarse en los caracteres a seleccionar mientras las ﬁlas

y

las columnas de la matriz se iluminaban aleatoriamente con una frecuencia de 5 ,

, se aplic´o un ﬁltro paso - banda entre 0 , 1 – 60 Hz

y

un ﬁltro de ranura a 50 Hz para eliminar la interferencia de la red electrica

repitieron durante 15 secuencias para cada caracter . Los subconjuntos de entrenamiento

y

test est´an formados por 85 y 100 caracteres , respectivamente . Se puede consultar

cada caracter . Los subconjuntos de entrenamiento y test est´an formados por 85

y

100 caracteres , respectivamente . Se puede consultar informacion adicional en Blankertz

, 2013 ) . El movimiento de dichas partıculas posee una componente determinista

y

una componente estoc´astica . Por un lado , cada partıcula i = 1 , 2 , .

manera aleatoria . En cada iteracion , por tanto , se actualizan las velocidades v

y

las posiciones x de las partıculas como sigue : Figura 1 : Metodologıa empleada

de caracterısticas , ( 2 ) seleccion de canales sobre los datos de entrenamiento

y

aplicacion de la soluci´on ´optima , y ( 3 ) clasiﬁcacion de caracterısticas

canales sobre los datos de entrenamiento y aplicacion de la soluci´on ´optima ,

y

( 3 ) clasiﬁcacion de caracterısticas . problema como c , donde cn =

, as´ı como la adaptacion binaria para su aplicacion en los sistemas P300 - BCI

y

la funcion de coste multi - objetivo empleada . La ﬁgura 1 ilustra la

i ) se extrayeron los datos relativos a cada estımulo en una ventana entre 0

y

700 ms ; y ( ii ) se realizo un submuestreo a f = 20

los datos relativos a cada estımulo en una ventana entre 0 y 700 ms ;

y

( ii ) se realizo un submuestreo a f = 20 Hz sobre dichos datos

- objetivo que : ( 1 ) minimiza el numero de canales a seleccionar ,

y

( 2 ) maximiza la precision del clasiﬁcador . En este caso , la precision

partıculas ( PSO , Particle Swarm Optimization ) , originalmente desarrollada por Kennedy

y

Eberhart ( 1995 ) , constituyo una novedosa metaheurıstica basada en el comportamiento

constituyo una novedosa metaheurıstica basada en el comportamiento social de aves

y

bancos de peces que donde ε1 , ε2 ∼ U (

donde ε1 , ε2 ∼ U ( 0 , 1 ) son componentes aleatorias

y

α1 y α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual y

ε1 , ε2 ∼ U ( 0 , 1 ) son componentes aleatorias y α1

y

α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual y global

y α1 y α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual

y

global , respectivamente ( Brownlee , 2011 ; Yang et al . , 2013 )

respectivamente ( Brownlee , 2011 ; Yang et al . , 2013 ) . Tal

y

como se puede observar en la expresion ( 1 ) , la velocidad es un

umbralizacion sobre una funcion sigmoide ( i . e . , log´ıstica ) ( Kennedy

y

Eberhart , 1997 ; Yang et al . , 2013 ; Gonzalez et al .

et al . , 2013 ; Gonzalez et al . , 2013 ) , tal

y

como se muestra a continuacion : donde S ( u )

) = 1 / ( 1 + e−u ) es la funci´on sigmoide empleada ,

y

L es el umbral establecido . Bees Algorithm El algoritmo de abejas (

1 ) la direcc´on a seguir , ( 2 ) la distancia a recorrer ,

y

( 3 ) la calidad del lugar . Dicha calidad , o aptitud , es

calidad de tales posiciones , se ordenan seg´un su aptitud de manera descendente

y

se explotan los ms lugares m´as prometedores , de los cuales mes se asignaran como

posici´on en cada iteracion , entendiendo por mutaci´on un cambio de 0 a 1 ,

y

viceversa . Artiﬁcial Bee Colony La colonia artiﬁcial de abejas es un algoritmo

) las abejas empleadas , que explotan la vecindad de las mejores localizaciones ;

y

( 3 ) las abejas observadoras , que usan la aptitud de las posiciones previas

algoritmo utilizado . Para empezar , se generan aleatoriamente Ns posiciones de comida

y

se les asigna un contador . En la fase de las abejas empleadas , se

la siguiente expresion : donde φ ∼ U ( −1 , 1 )

y

n indica un vecino seleccionado aleatoriamente . Si la nueva localizacion posee una

nueva localizacion posee una mejor aptitud que la anterior , se actualiza la posicion

y

se reinicia el contador . A continuacion , cada una de las Ns abejas observadoras

evalua la vecindad de las localizaciones seleccionadas mediante la expresion ( 4 )

y

se actualizan los contadores . Para ﬁnalizar , se comprueba si algun contador supera

Para ﬁnalizar , se comprueba si algun contador supera el lımite de abandono ϕ

y

, en tal caso , se crea una abeja exploradora que sustituye dicha localizacion generando

la hora de buscar comida . ´Estas inicialmente se mueven de manera aleato - ria

y

, una vez encuentran comida , regresan a la colonia dejando un rastro de feromonas

feromonas . Si otras hormigas encuentran dicho rastro , es probable que lo sigan

y

lo refuercen . Asimismo , las femoronas se evaporan con el paso del tiempo ,

tiempo , permitiendo ası el abandono de los caminos con poca comida o mayor recorrido

y

la convergencia hacia una solucion ´optima ( Dorigo y Di Caro , 1999 ; Dorigo

y

St¨utzle , 2004 ) . El pseudocodigo 4 describe el algoritmo utilizado .

rechazarlos sera p ( 0 ) . Posteriormente , se actualiza el factor de convergencia

y

se evalua la poblacion , actualizando : ( 1 ) la mejor solucion encontrada en

iteracion , sib ; ( 2 ) la mejor solucion global encontrada , sgb ;

y

( 3 ) la mejor solucion encontrada por cada hormiga , Srb . Finalmente ,

comportamiento que muestran las luciernagas a la hora de comunicarse entre ellas

y

buscar presas potenciales . Las luciernagas macho iluminan su abdomen con patrones

intensidad de la iluminacion , que disminuye a medida que aumenta la distancia ;

y

( 3 ) el brillo de las iluminaciones se corresponde con la funcion de coste

pseudocodigo 5 . Para empezar , se genera aleatoriamente la poblaci´on de N f luci´ernagas

y

se eval´ua su coste F ( i . e . , brillo ) . Para

M´etodo FA binario empleado donde β0 es la atraccion inicial , γ

y

δ son constantes que caracterizan el comportamiento exponencial de la atracci´n

son constantes que caracterizan el comportamiento exponencial de la atracci´n ,

y

ri j es la distancia entre las luci´ernagas i y j . Posteriormente , se

exponencial de la atracci´n , y ri j es la distancia entre las luci´ernagas i

y

j . Posteriormente , se suma la atracci´on a la posici´on anterior y se le

luci´ernagas i y j . Posteriormente , se suma la atracci´on a la posici´on anterior

y

se le a˜nade una componente aleatoria μ ∼ μ0U ( −0 , 5 , 0

discretizado la actualizaci´on de la posicion mediante la funci´on sigmoide , tal

y

como se mostr´o en la expresion ( 3 ) ( Yang et al . ,

, 1 } . Por esta razon , se ha empleado el enfoque de Bhattacharjee

y

Sarmah ( 2015 ) , que las sustituye por distancias de Hamming . Es decir ,

ri , j es el porcentaje de bits que diﬁeren entre los vectores binarios i

y

j ( Bhattacharjee y Sarmah , 2015 ) . Backward Elimination Con el

porcentaje de bits que diﬁeren entre los vectores binarios i y j ( Bhattacharjee

y

Sarmah , 2015 ) . Backward Elimination Con el ﬁn enriquecer la comparativa

eval´ua la precision al quitar cada uno de los canales del conjunto de forma recursiva

y

se van eliminando aquellos cuya relevancia sea menor que el resto . Se entiende

consideran como objeti - vo la minimizacion del error en clasiﬁcacion ( Perseh

y

Sharafat , 2012 ; Gonzalez et al . , 2013 ) . Para estimar

del mismo tamaño . Se entrena el clasiﬁcador LDA con uno de los subconjuntos ,

y

se testea con el resto . Se repite este procedimiento con el resto de subconjuntos

cuando solamente se emplea un canal ( i . e . , caso ´optimo )

y

maxima cuando se emplen los Nd canales disponibles . Dado que un numero muy bajo

coste multi - objetivo es la siguiente : donde ωα

y

ωc son constantes que ponderan la importancia de cada uno de los objetivos .

publicaciones de referencia , las dimensiones del problema , su naturaleza binaria

y

las limitaciones computacionales del sistema que los ha ejecutado , siendo ´este

total de 20 agentes ( i . e . , part´ıculas , abejas , hormigas

y

luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS y FA ; y un

, abejas , hormigas y luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS

y

FA ; y un total de 17 en BA ( Kennedy y Eberhart , 1997

hormigas y luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS y FA ;

y

un total de 17 en BA ( Kennedy y Eberhart , 1997 ) . Las

ABC , BAS y FA ; y un total de 17 en BA ( Kennedy

y

Eberhart , 1997 ) . Las constantes que determinan la ponderaci´on de la funcion

de la funcion multi - objetivo se han ﬁjado en ωα = 0 , 7

y

ωc = 0 , 3 , asumiendo que la importancia de asegurar una precision alta

seleccionados en las 10 repeticiones de cada metodo para el sujeto A ( izquierda )

y

para el sujeto B ( derecha ) . ( 2008 ) , en las

las posiciones Fz , Cz , Pz , P3 , P4 , P07 , PO8

y

Oz , de acuerdo al Sistema Internacional 10 – 20 ( Salvaris y Sepulveda ,

, PO8 y Oz , de acuerdo al Sistema Internacional 10 – 20 ( Salvaris

y

Sepulveda , 2009 ; Martinez - Cagigal et al . , 2016 ) .

lo cual indica que poseen una alta relevancia a la hora de caracterizar los P300

y

favorecer la clasiﬁcacion . En la Figura 4 se ilustra una comparativa entre los

por los metodos de inteligencia de enjambre , el conjunto de los 8 canales tıpicos

y

el metodo de eliminacion recursiva de canales . Tal y como se puede observar ,

de los 8 canales tıpicos y el metodo de eliminacion recursiva de canales . Tal

y

como se puede observar , ninguno es capaz de mejorar las precisiones alcanzadas por

soluciones encontradas por cada metodo en funcion del numero de secuencias empleado

y

el numero de canales seleccionados . Tal y como se puede observar , en general ,

funcion del numero de secuencias empleado y el numero de canales seleccionados . Tal

y

como se puede observar , en general , la disminucion drastica del numero de canales

set de 8 canales de Krusienski et al . ( 2008 ) ( negro )

y

el metodo de eliminacion recursiva ( gris ) . Discusion En la Figura 2

todos los metodos , la cual se muestra mas pronunciada para los casos de PSO

y

BA ; seguida por ABC y BAS ; y , ﬁnalmente , por FA .

se muestra mas pronunciada para los casos de PSO y BA ; seguida por ABC

y

BAS ; y , ﬁnalmente , por FA . La leve variacion que experimentan las

pronunciada para los casos de PSO y BA ; seguida por ABC y BAS ;

y

, ﬁnalmente , por FA . La leve variacion que experimentan las curvas de convergencia

variacion que experimentan las curvas de convergencia para los algoritmos ABC , BAS

y

FA indica que , o bien ( i ) se encuentra una solucion optima en

esta mas inﬂuenciada por el comportamiento del enjambre que en los casos de PSO

y

BA . En PSO se establece un compromiso entre la conﬁanza individual de cada

PSO se establece un compromiso entre la conﬁanza individual de cada part´ıcula

y

la conﬁanza del enjambre . Tıpica - mente se ponderan con el mismo valor (

. e . , α1 = α2 = 2 ) , favoreciendo una busqueda local

y

global simultaneamente con la misma probabilidad ( Kennedy y Eberhart , 1995 ; Brownlee

favoreciendo una busqueda local y global simultaneamente con la misma probabilidad ( Kennedy

y

Eberhart , 1995 ; Brownlee , 2011 ) . En el caso de BA ,

factor λ a medida que avanza el algoritmo ( Brownlee , 2011 ) , tal

y

como se ha reﬂejado en la Figura 2 . De esta manera , el objetivo de

las ´ultimas generaciones es realizar una busqueda local . En contraposicion a PSO

y

ABC , a pesar de que se ha establecido un lımite de abandono relativamente bajo

2015 ) , generando posiciones aleatorias con menos frecuencia que los algoritmos PSO

y

BA . Una manera de aumentar la busqueda global del algoritmo serıa asegurar la presencia

. La busqueda global se controla mediante el peso de la componente aleatoria μ0

y

mediante elitismo , siendo la mejor solucion la ´unica que puede reinicializarse

ligeramente del resto , puesto que varıa progresivamente la conﬁanza individual , local

y

global de las hormigas de acuerdo al nivel de consolidaci´on de una solucion a lo

de coste en pequeños pasos que siguen una tendencia lineal , a diferencia de PSO

y

BA ( ver Figura 2 ) . Por lo tanto , la selecci´on de un metodo u

los problemas de aprendizaje autom´atico , dado que los conjuntos de entrenamiento

y

test no son similares y , por tanto , un buen rendimiento en uno de ellos

aprendizaje autom´atico , dado que los conjuntos de entrenamiento y test no son similares

y

, por tanto , un buen rendimiento en uno de ellos no necesariamente asegura una buena

ellos no necesariamente asegura una buena clasiﬁcacion en el restante ( Witten

y

Frank , 2011 ) . La convergencia de los algoritmos basados en SI depende

en gran medida de los parametros utilizados . Aunque existen ciertas directrices

y

recomendaciones generales a la hora de ﬁjarlos ( Brownlee , 2011 ) , su optimizacion

ﬁjarlos ( Brownlee , 2011 ) , su optimizacion depende de la experiencia del usuario

y

de las caracterısticas del problema a resolver . En este aspecto , algoritmos como

tecnicas de validacion . Sin embargo , la cantidad de parametros que requieren BA , BAS

y

FA hace que su optimizacion exhaustiva sea demasiado costosa y , por tanto , que

requieren BA , BAS y FA hace que su optimizacion exhaustiva sea demasiado costosa

y

, por tanto , que sea comun ﬁjarlos de manera empırica o basandose en ciertas

una media de 27 , 80 ± 2 , 95 canales para el sujeto A

y

de 20 , 60 ± 3 , 21 canales para el sujeto B sin comprometer

empleando la mejor solucion alcanzada por cada metodo en funcion del numero de secuencias

y

del numero de canales seleccionados . precision ﬁnal obtenida . El sujeto A alcanza

canales , precision que es igualada por las soluciones propuestas por los algoritmos BA

y

BAS empleando menos de la mitad de los canales disponibles . En este caso ,

canales disponibles . En este caso , las solucio - nes de PSO , ABC

y

FA comprometen ligeramente la precision , obteniendo un maximo de 95 % , 94 %

y

94 % , respectivamente . Para el sujeto B se obtiene una precision del 92

del 92 % empleando los 64 canales disponibles , igualada por las soluciones de PSO

y

BAS , y superada por el resto . De hecho , BA obtiene una precision del

empleando los 64 canales disponibles , igualada por las soluciones de PSO y BAS ,

y

superada por el resto . De hecho , BA obtiene una precision del 96 % ,

, BA obtiene una precision del 96 % , seguido por FA con 94 %

y

ABC con 93 % . Tam - bien es de utilidad comparar los resultados con

canales : Fz , Cz , Pz , P3 , P4 , PO7 , PO8

y

Oz . En la Tabla 1 se puede comprobar que se alcanzan precisiones del 85 % y

y Oz . En la Tabla 1 se puede comprobar que se alcanzan precisiones del 85 %

y

89 % para los sujetos A y B , respectivamente . Asimismo , dado que

comprobar que se alcanzan precisiones del 85 % y 89 % para los sujetos A

y

B , respectivamente . Asimismo , dado que BE propone una solucion para cada numero

m´as cercano a ( 1 , 100 ) , correspondiente a seleccionar un ´unico canal

y

obtener una precisi´on del 100 % ( ver Figura 4 ) . Dichos subconjuntos han

7 canales para ambos sujetos , alcanzando precisiones del 87 % para el sujeto A

y

del 85 % para el sujeto B . Es decir , el rendimiento del sistema se

seleccionar los canales mas relevantes para la clasiﬁcacion en sistemas P300 - BCI

y

son capaces , no solo de igualar la precision obtenida sin realizar una selecci´on

realizar una selecci´on de canales , sino de superarla en algunos casos . Tal

y

como muestra la Figura 3 , los metodos de SI empleados seleccionan canales de manera

practicamente todas sus repeticiones . Se observa una acumulacion en la zona parietal

y

occipital del cortex para ambos usuarios , especialmente para el sujeto A . Esta

sostiene que los potenciales evocados P300 se producen en la zona parietal del cortex

y

recomienda una distribucion de canales repartidos por la zona parietal y occipital

del cortex y recomienda una distribucion de canales repartidos por la zona parietal

y

occipital , comunmente empleada desde entonces en los estudios que involucran el

solucion de 8 canales propuesta por Krusienski et al . ( 2008 ) , tal

y

como se ha discutido anteriormente . No obstante , a diferencia de PSO , BA ,

discutido anteriormente . No obstante , a diferencia de PSO , BA , ABC , BAS

y

FA , el algoritmo BE propone una solucion para cada numero de canales posible .

coste de la expresion ( 9 ) . En este aspecto , ABC , BAS

y

FA s´ı han conseguido superar la precision original en uno de los dos sujetos .

superado las precisiones originales para 15 secuencias en ambos , seleccionando 29

y

19 canales para los sujetos A y B , respectivamente . Teniendo en cuenta la

para 15 secuencias en ambos , seleccionando 29 y 19 canales para los sujetos A

y

B , respectivamente . Teniendo en cuenta la convergencia del m´etodo , las precisiones

respectivamente . Teniendo en cuenta la convergencia del m´etodo , las precisiones obtenidas ,

y

el numero de canales seleccionado , se puede aﬁrmar que el algoritmo BA modiﬁcado

conocidos , tales como PSO , ACO o ABC , se ha demostrado matematicamente ( Clerc

y

Kennedy , 2002 ; Yang et al . , 2013 ; Dorigo y St¨utzle ,

( Clerc y Kennedy , 2002 ; Yang et al . , 2013 ; Dorigo

y

St¨utzle , 2004 ; Kuger et al . , 2016 ) con anterioridad ; pero

2016 ) con anterioridad ; pero aun existe una gran brecha entre el aspecto teorico

y

practico de los algoritmos mas recientes y de sus m´ultiples variaciones . Tambien

una gran brecha entre el aspecto teorico y practico de los algoritmos mas recientes

y

de sus m´ultiples variaciones . Tambien cabe destacar que las metaheurısticas no

2 ) auto - organizacion , ( 3 ) ﬂexibilidad , ( 4 ) robustez

y

( 5 ) escalabilidad . Para empezar , su naturaleza estocastica favorece su rendimiento

deterministas clasicos basados en gradiente cuando la funcion a optimizar es multi - modal

y

posee discontinuidades , puesto que actua sobre los valores de la funcion , sin necesidad

constantemente a auto - organizarse , evitan - do ası la necesidad de supervision constante

y

evolucionando hacia una solucion m´as ´optima de manera iterativa ( Kennedy et

seleccion de canales en este artıculo se ha enfocado como un metodo wrapper ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Es decir , se evalua la utilidad de una posible solucion

la fase de test . No obstante , los procesos de validacion cruzada , entrenamiento

y

test con el clasiﬁcador LDA son necesarios cada vez que se eval´ua una soluci´on

vez que se eval´ua una soluci´on , provocando un alto coste computacional ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Cabe destacar que todos los estudios realizados con anterioridad

. Jin et al . ( 2010 ) emplearon un enfoque wrapper que integraba PSO

y

BLDA sobre una base de datos propia . Dado que el objetivo del estudio estaba

subconjuntos seleccionados por PSO mejoraron el rendimiento de los conjuntos de 8

y

16 canales tradicionales . Asimismo , Perseh y Sharafat ( 2012 ) consiguieron alcanzar

rendimiento de los conjuntos de 8 y 16 canales tradicionales . Asimismo , Perseh

y

Sharafat ( 2012 ) consiguieron alcanzar una media del 97 , 5 % de precision

combinacion de transformada wavelet discreta ( DWT , Discrete Wavelet Transform )

y

una version modi - ﬁcada de PSO con distancias de Bhattacharyya . Para terminar

solo 5 secuencias usando su metodo WASP , compuesto por : lifting DWT , PSO

y

SVM . Todos estos estudios han empleado un enfoque wrapper que combina PSO con soﬁsticados

empleado un enfoque wrapper que combina PSO con soﬁsticados metodos de extraccion

y

clasiﬁcacion de caracterısticas . Sin embargo , en este estudio hemos tratado

ambas etapas con soluciones del estado del arte : sub - muestreo como extracci´on ,

y

LDA como clasiﬁcacion ; con el objetivo de enfocar el estudio en los meto -

especular que la combinaci´on de cualquiera de ´estos con m´etodos de extracci´on

y

clasiﬁcacion mas soﬁsticados podrıa alcanzar precisiones mas altas . A pesar

- BCI , podemos destacar varias limitaciones . Para empezar , a excepcion de PSO

y

ABC , el resto de metodos empleados requieren ﬁjar una alta cantidad de parametros

, sino que aumentan considerablemente el coste computacional del sistema ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Para ﬁnalizar , cabe destacar que la

futuras : ( i ) optimizar mediante m´etodos de validaci´on los parametros de PSO

y

ABC , tratar de simpliﬁcar el resto de algoritmos y buscar nuevos m´etodos de

validaci´on los parametros de PSO y ABC , tratar de simpliﬁcar el resto de algoritmos

y

buscar nuevos m´etodos de SI para enriquecer la comparativa ; ( ii ) eliminar la

) eliminar la dependencia del clasiﬁcador empleando un enfoque ﬁlter ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) , tratando de encontrar metricas alternativas que evaluen la

, las basadas en la SSNR ( Cecotti et al . , 2011 ) ;

y

( iii ) testear los m´etodos con otras bases de datos . Conclusiones

con otras bases de datos . Conclusiones La alta variabilidad inter - sesion

y

la baja relacion señal a ruido que caracterizan a los sistemas BCI basados en potenciales

evitar el sobre - entrenamiento del clasiﬁcador , reducir la carga computacional

y

, en algunos casos , mejorar el rendimiento del sistema . En este aspecto ,

se han aplicado cinco metodos de enjambre ( PSO , BA , ABC , BAS

y

FA ) a la selecci´on de canales en sistemas P300 - BCI , con el

de canales en sistemas P300 - BCI , con el ﬁn de determinar su utilidad

y

su viabilidad . Dichos m´etodos se han evaluado con la base de datos de la

24 canales ) , e igualada por FA ( 94 % , 26 canales )

y

BAS ( 94 % , 25 , 5 canales ) . Aunque todos ellos han

la seleccion de canales de los sistemas P300 - BCI , dada su rapida convergencia

y

la alta precision que ha alcanzado , se concluye que el algoritmo BA ha arrojado

El incremento de la esperanza de vida experimentada en los países desarrollados

y

en desarrollo en los próximos años , se traduce en un envejecimiento poblacional

cambios , especialmente en la salud , con un incremento de las enfermedades crónicas

y

neurodegenerativas que afectan a la tercera edad , como son el Alzheimer , la Enfermedad

EP ) , el temblor de acción o el Temblor Esencial ( TE ) ,

y

en general las distintas patologías que cursan con trastornos del movimiento . Estas

trastornos del movimiento . Estas enfermedades aumentarán su prevalencia en el futuro

y

junto a otras propias de este colectivo de personas , incrementarán la demanda de

Temblor Fisiológico ( TF ) . Cuando existen alteraciones en el sistema nervioso

y

el patrón de activación muscular continuo es reemplazado por descargas bruscas

de activación muscular continuo es reemplazado por descargas bruscas , rítmicas

y

breves , el temblor se vuelve anormal , es decir , se convierte en un Temblor

, es decir , se convierte en un Temblor Patológico ( TP ) . El TE

y

el temblor asociado a la EP son los principales tipos de temblor considerados dentro

, dada su frecuencia en la población . La prevalencia e incidencia del TE

y

la EP son difíciles de precisar , varían en los diferentes estudios realizados

precisar , varían en los diferentes estudios realizados debido a la heterogeneidad

y

variabilidad en la metodología utilizada . También con las muestras , o los factores

la metodología utilizada . También con las muestras , o los factores genéticos

y

ambientales de las poblaciones estudiadas . A nivel mundial , la prevalencia del

del TE en todas las edades se estima del 0 . 4 % ,

y

para personas 65 años el 4 . 6 % ( Louis et al .

la EP la prevalencia varía entre 167 - 5703 por cada 100 . 000 habitantes

y

una incidencia que varía de 1 . 5 - 22 pacientes por 100 . 000

la prevalencia del TE en la población de la tercera edad es cerca del 5 %

y

la incidencia de 616 pacientes por 100 . 000 habitantes - año . La EP

habitantes - año . La EP se estima una prevalencia del 1 . 5 %

y

una incidencia de 186 . 8 por 100 . 000 habitantes - año ( Labiano

año ( Labiano - Fontcuberta et al . , 2012 ) . El TE

y

la EP son considerados dos trastornos de movimiento diferentes , el primero asociado

de movimiento diferentes , el primero asociado a un temblor cinético / postural

y

el segundo a un temblor de reposo . En ambos casos

puede existir entre ambas enfermedades , en muchos casos puede llevar a confusiones

y

aumentar la probabilidad de error en el diagnóstico , hasta un 40 % , lo

2006 ) . Es por ello que se justifica la necesidad de implementar métodos objetivos

y

precisos para analizar y cuantificar el temblor , y en base a su medida ,

justifica la necesidad de implementar métodos objetivos y precisos para analizar

y

cuantificar el temblor , y en base a su medida , clasificarlo . El objetivo

implementar métodos objetivos y precisos para analizar y cuantificar el temblor ,

y

en base a su medida , clasificarlo . El objetivo se centra en brindar a

objetivo se centra en brindar a los expertos de la medicina una herramienta práctica

y

eficaz que permita automatizar la clasificación entre pacientes con TE y la EP ,

práctica y eficaz que permita automatizar la clasificación entre pacientes con TE

y

la EP , utilizando las Máquinas de Soporte Vectorial ( SVM ) . Diagnóstico

Vectorial ( SVM ) . Diagnóstico clínico del temblor . Una respuesta rápida

y

certera , incide de manera fundamental en el éxito de la terapia , por lo

éxito de la terapia , por lo que se hace imprescindible un diagnóstico rápido

y

preciso . El diagnóstico clínico actual del temblor se fundamenta principalmente

gravedad de cómo el temblor actúa en la ejecución de actividades cotidianas ,

y

que requiere de la subjetividad y la experiencia del especialista - experto . Es

actúa en la ejecución de actividades cotidianas , y que requiere de la subjetividad

y

la experiencia del especialista - experto . Es por ello que la medida objetiva y

y la experiencia del especialista - experto . Es por ello que la medida objetiva

y

reproducible de manera cuantitativa puede llegar a ser una herramienta muy útil

existe un solapamiento de las características clínicas entre los pacientes de TE

y

la EP . Se ha demostrado que un subgrupo de pacientes con EP desarrollan

TE antes de que aparezcan los síntomas parkinsonianos ( Koller et al . 1989 )

y

de la misma manera pacientes con TE desarrollan un temblor de reposo propio de pacientes

et al . , 2005 ) , provoca que el diagnóstico clínico no sea fiable

y

altamente complicado . Actualmente se utilizan también los exámenes de neuro -

conseguir una medida objetiva de la disfunción en el cerebro en los pacientes con TE

y

EP . Dichas técnicas , tales como la tomografía por emisión de positrones ( PET

3T ) , suponen una alternativa pero son únicamente informaciones complementarias

y

no concluyentes para el diagnóstico . El resultado de varios estudios de imagen

imagen funcional del sistema dopaminérgico con respecto a la relación entre TE

y

la EP son cuanto menos controvertidos . Aunque un gran número de estudios indican

un gran número de estudios indican una clara diferencia entre ambas enfermedades

y

pueden ser considerados de forma fiable para el diagnóstico , otras sugieren que

métodos más comunes utilizados actualmente son la acelerometría ( acelerómetros

y

giroscopios ) , la electromiografía ( EMG ) , los sistemas de rastreo magnético

marcadores ópticos activos , las tabletas digitalizadoras ( " espirografía " )

y

los dispositivos hápticos ( PHAMToN ) . Siendo este último el elegido y utilizado

" ) y los dispositivos hápticos ( PHAMToN ) . Siendo este último el elegido

y

utilizado por el sistema DIMETER ( González et al . , 2014 ) , del

algoritmos de El registro de las pruebas clínicas por métodos objetivos cuantificables

y

reconocimiento de características basados en técnicas de Inteligencia Artificial

proporcionar una excelente ayuda en la automatización de las tareas que faciliten la ayuda

y

confirmación en el diagnóstico de enfermedades que cursan con temblor . Estas técnicas

en un dispositivo háptico en conjunción con un protocolo de pruebas desarrollado

y

consensuado junto con profesionales especialistas y expertos ( neurólogos y neurofisiólogos

protocolo de pruebas desarrollado y consensuado junto con profesionales especialistas

y

expertos ( neurólogos y neurofisiólogos ) en el área de ciencias de la salud .

desarrollado y consensuado junto con profesionales especialistas y expertos ( neurólogos

y

neurofisiólogos ) en el área de ciencias de la salud . El dispositivo permitió

el estudio de un total de 23 pacientes con EP , 7 pacientes con TE

y

20 pacientes con TF , en el Hospital Ramón y Cajal , centro de referencia

, 7 pacientes con TE y 20 pacientes con TF , en el Hospital Ramón

y

Cajal , centro de referencia a nivel estatal de la Enfermedad de Párkinson , y

y Cajal , centro de referencia a nivel estatal de la Enfermedad de Párkinson ,

y

en el Hospital La Princesa de Madrid . El sistema utilizado se denomina DIMETER (

. El sistema utilizado se denomina DIMETER ( González et al . , 2014 )

y

fue desarrollado en la ETSII de Madrid ( UPM ) , como resultado de un

convenio de colaboración con el Centro de Referencia Estatal de Autonomía Personal

y

Ayudas Técnicas ( CEAPAT ) . Capaz de utilizar entornos virtuales para el paciente

. Capaz de utilizar entornos virtuales para el paciente ( representación visual

y

aplicación de fuerzas en la extremidad del paciente ) y registrar la información

( representación visual y aplicación de fuerzas en la extremidad del paciente )

y

registrar la información de las pruebas para su posterior tratamiento y análisis

paciente ) y registrar la información de las pruebas para su posterior tratamiento

y

análisis . El sistema registra posición en los 3 ejes ( direcciónes X , Y

sistema registra posición en los 3 ejes ( direcciónes X , Y , Z )

y

es capaz de aplicar fuerzas en el extremo ( dedo / mano del paciente )

de una aplicación software completamente desarrollada desde cero , un computador

y

un dispositivo háptico denominado PHAMToN . Figura 1 . Pruebas realizadas en el

háptico denominado PHAMToN . Figura 1 . Pruebas realizadas en el Hospital Ramón

y

Cajal de Madrid . El PHAMToN , es un dispositivo electromecánico de

entornos virtuales . Está dotado de sensores de posición en sus articulaciones ,

y

de actuadores que generan las fuerzas de retorno hacia el sistema kinestésico (

sistema kinestésico ( sensaciones de movimiento originados por el músculo , tendones

y

articulaciones ) para simular la sensación de tocar , manipular , sentir , crear

información al computador , sino que también puede recibir consignas desde la aplicación

y

generar fuerzas para proponer al paciente estímulos de fuerza en su extremidad .

paciente estímulos de fuerza en su extremidad . El usuario mueve el dispositivo

y

si es conveniente , éste reacciona con una fuerza . La información del temblor

coloca su dedo en un dedal acoplado en el extremo del brazo articulado del PHAMToN

y

se le muestra en la pantalla un patrón con un objetivo a seguir . En

en González et al . ( 2014 ) donde se utilizan objetos virtuales en 2D

y

3D , divididas en pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas . En las pruebas estáticas

utilizan objetos virtuales en 2D y 3D , divididas en pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas . En las pruebas estáticas ( PT1 y PT2 ) , el paciente mantiene

en pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas . En las pruebas estáticas ( PT1

y

PT2 ) , el paciente mantiene una postura inmóvil mientras ejecuta la prueba . En

si se encuentra bajo medicación , de su estado físico , del estado de ánimo

y

predisposición , si tiene otras enfermedades , del progreso de la enfermedad , etc

diagnóstico con un ratio de éxito claramente superior al estado de la técnica

y

suficientemente robusto para que este diagnóstico no dependa de las condiciones

diagnóstico que se utilizan actualmente . La elección de las técnicas de análisis

y

clasificación presentadas en este trabajo ha sido el resultado de un largo proceso

largo proceso de experimentación de varios años utilizando diferentes metodologías

y

confrontando resultados . En primer lugar se aplicaron clasificadores basados en

que aquí se presenta , sobre todo en la clasificación de temblor de Párkinson

y

esencial . También se ha experimentado con técnicas clásicas estadísticas de

de análisis de la varianza , pasando por el empleo de modelos ocultos de Markov

y

redes LVQ , pero del mismo modo con resultados de inferior calidad a los presentados

medicados como para lo están ( fundamentalmente afecta a la amplitud del movimiento ) ,

y

también debe ser independientemente de su edad . El hecho de que el paciente tenga

edad . El hecho de que el paciente tenga más edad implica que su predisposición

y

ánimo puedan quedar más limitados a la hora de realizar las pruebas . Esto afecta

hora de realizar las pruebas . Esto afecta principalmente al tiempo de la prueba

y

al número efectivo de éstas que el paciente puede realizar . Es necesario destacar

comparan los resultados obtenidos con los obtenidos por otros autores . Métodos

y

técnicas para el análisis del temblor . El temblor humano es un movimiento cuasi

donde las señales del temblor son aproximadas a una serie de funciones en senos

y

cosenos . Otras alternativas son la Weighted Frequency Fourier Linear Combiner (

cosenos . Otras alternativas son la Weighted Frequency Fourier Linear Combiner ( WFLC )

y

el Band Limited Multiple Fourier Linear Combiner ( BMFLC ) , que son algoritmos adaptables

BMFLC ) , que son algoritmos adaptables que estiman la frecuencia dominante única

y

frecuencias dominantes múltiples , respectivamente . Otra de las técnicas posibles

en sistemas dinámicos utilizando un procedimiento recursivo . Para el los datos

y

tratamiento de la obtención de características a partir de las series temporales

técnicas que serán expuestas en los distintos ensayos de las fases de entrenamiento

y

clasificación de las SVM . El PSD , biespectro y triespectro tal y como están

de las fases de entrenamiento y clasificación de las SVM . El PSD , biespectro

y

triespectro tal y como están descritos en ( González et al . , 2014 )

entrenamiento y clasificación de las SVM . El PSD , biespectro y triespectro tal

y

como están descritos en ( González et al . , 2014 ) son los que

términos de energía del temblor . Estas componentes aportan información muy relevante

y

complementaria a los valores absolutos de posición que es la magnitud nativa que

especialmente útiles en aplicaciones donde las señales o procesos a tratar son no lineales

y

no Gaussianos , permitiendo eliminar el ruido blanco o coloreado aditivo Gaussiano

eliminar el ruido blanco o coloreado aditivo Gaussiano . Son conocidos como momentos

y

sus correspondientes lo que se denominan poliespectros . Los resultados

casuística del temblor no era posible describirla completamente por modelos lineales ,

y

además se adivinaban fuertes acoplamientos entre los diferentes rasgos diferenciadores

atributos o características ) , cambiando la base de referencia de los vectores ,

y

por tanto las coordenadas de los datos originales a unas nuevas coordenadas , generando

… Sucesivamente , las componentes principales van mostrando una varianza menor

y

lo más importante , que no están correlacionados la dimensión del espacio muestral

del espacio muestral resulta muy relevante para eliminar la información redundante

y

facilitar así de manera significativa la complejidad de los clasificadores y aumentar

redundante y facilitar así de manera significativa la complejidad de los clasificadores

y

aumentar el ratio de acierto . linealmente entre sí . La reducción de

de decidir los vectores de entrenamiento de los clasificadores . Caracterización

y

ayuda al diagnóstico del temblor . Actualmente , los métodos de diagnóstico del

En Soleimanian et al . , ( 2013 ) se propone el uso de MLPs

y

funciones de base radial para la clasificación entre sujetos sanos y EP . Utilizan

uso de MLPs y funciones de base radial para la clasificación entre sujetos sanos

y

EP . Utilizan un total de 16 características de entrada sobre un repositorio de

de 16 características de entrada sobre un repositorio de 23 individuos enfermos

y

7 sanos . Las muestras del repositorio han sido obtenidas mediante un registro de

voz . Los ratios obtenidos de error están en la horquilla entre el 6 %

y

el 13 % . En el mismo sentido , con MLPs también , en Caglar

, con MLPs también , en Caglar et al . , ( 2010 ) ,

y

teniendo el mismo objetivo ( diferenciación entre sanos y EP ) , sobre un total

. , ( 2010 ) , y teniendo el mismo objetivo ( diferenciación entre sanos

y

EP ) , sobre un total de 23 características en el espacio de entrada ,

objetivo utilizando MLPs del 96 % . Hay que mencionar que la diferenciación entre sano

y

EP es un problema mucho más abordable que el de la diferenciación entre TE y

y EP es un problema mucho más abordable que el de la diferenciación entre TE

y

EP . Creemos que disponer de los registros del dispositivo háptico y haber definido

diferenciación entre TE y EP . Creemos que disponer de los registros del dispositivo háptico

y

haber definido el banco de patrones propuesto ( estáticos , cinéticos y dinámicos

háptico y haber definido el banco de patrones propuesto ( estáticos , cinéticos

y

dinámicos ) nos ha permitido obtener una mejora sustancial en los resultados . En

plantea una comparativa entre diferentes técnicas como son las redes neuronales LVQ

y

métodos basados en estructuras en árbol ( LMT ) mediante funciones de regresión

y

análisis de clusters utilizando la entropía como medida de la distancia entre clases

los datos es un registro de voces también , pero no se especifica el número

y

sus características . Hay que resaltar del mismo modo , que en esta ocasión también

en esta ocasión también se trata de EP , no de TE . Tal

y

como se comenta después en las conclusiones , existen otros trabajos también que

otros trabajos también que han empleado las SVM ’ s para diferenciar entre el TE

y

la EP , como en Patrick et al . ( 2012 ) donde se obtiene

un 9 . 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos

y

EP y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE y EP .

. 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos y EP

y

un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE y EP . Los registros

entre sanos y EP y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE

y

EP . Los registros se consiguieron mediante IMUs para la medida de aceleración y

y EP . Los registros se consiguieron mediante IMUs para la medida de aceleración

y

velocidad del brazo , sobre una muestra de 14 individuos enfermos y 7 sujetos sanos

aceleración y velocidad del brazo , sobre una muestra de 14 individuos enfermos

y

7 sujetos sanos . De igual modo , en Lingmai et al . , ( 2011 )

acierto , presentando un 94 % para kernel lineal , un 95 % para polinomial

y

un 98 % para kernel gaussiano . En este caso la medida de aceleración de

conclusiones expondremos los resultados obtenidos con SVMs aplicando la herramienta de ACP

y

la eliminación de atípicos con Curtosis y Mahalanobis , llegando a un ratio de

SVMs aplicando la herramienta de ACP y la eliminación de atípicos con Curtosis

y

Mahalanobis , llegando a un ratio de acierto del 100 % en la clasificación entre

, llegando a un ratio de acierto del 100 % en la clasificación entre TE

y

EP . los registros se obtuvieron mediante El uso de un dispositivo háptico

uso de un dispositivo háptico permite realizar registros absolutamente objetivos ,

y

a partir de éstos , un tratamiento y análisis posterior que no porta sesgos de

realizar registros absolutamente objetivos , y a partir de éstos , un tratamiento

y

análisis posterior que no porta sesgos de apreciación , por lo que los errores

de referencia , se hace constar que según Hughes et al . ( 2001 )

y

Hughes et al . ( 1992 ) estudios realizados sobre sujetos una vez fallecidos ,

error en el diagnóstico según las técnicas actuales entre un mínimo del 10 %

y

un máximo del 26 % respectivamente . Por lo que todo lo que sea mejorar

partir de 7 pacientes con temblor esencial , 23 pacientes con temblor parkinsoniano

y

20 pacientes con temblor fisiológico . En González et al . ( 2014 )

espectral de potencia PSD , con el método de Welch , se obtuvieron 9 características

y

con los espectros de orden superior : biespectro y triespectro se obtuvieron 10 y

obtuvieron 9 características y con los espectros de orden superior : biespectro

y

triespectro se obtuvieron 10 y 7 características , respectivamente . Los pacientes

y con los espectros de orden superior : biespectro y triespectro se obtuvieron 10

y

7 características , respectivamente . Los pacientes seleccionados para este estudio

seleccionados para este estudio han sido elegidos únicamente bajo criterios médicos

y

su número solamente limitado por la disponibilidad de las unidades médicas involucradas

que las muestras disponibles cuentan con numerosos ensayos de diferentes patrones ,

y

puesto que se plantea en todo caso , la diferenciación entre patrones estáticos

plantea en todo caso , la diferenciación entre patrones estáticos , cinéticos

y

dinámicos , también en cada clase se dispone de un número más que suficiente

et al . ( 2013 ) contaron con una muestra de 23 enfermos de Párkinson

y

7 sanos , trabajando únicamente en la clasificación diferencial entre enfermos

. ( 2012 ) el estudio mostrado se apoya en una muestra de 14 enfermos

y

7 la caracterización entre EP y ET . En Lingmai et al . ( 2011

mostrado se apoya en una muestra de 14 enfermos y 7 la caracterización entre EP

y

ET . En Lingmai et al . ( 2011 ) se afronta también el problema

se afronta también el problema de la clasificación entre enfermos de Párkinson

y

temblor esencial , con una muestra total de 25 sujetos . Teniendo en cuenta lo

) . Las SVMs fueron desarrolladas por Vapnik et al . ( 1999 )

y

sus colaboradores en el marco de la Teoría de Aprendizaje Estadístico ( SLT ) .

entrenadas por algoritmos de optimización convexa ( existe una única solución )

y

construidas a partir de una estructura que depende de un subconjunto de Vectores

Durante tarea de clasificación existen dos fases : la fase de aprendizaje automático

y

la fase de reconocimiento . En la primera se selecciona el conjunto de datos de entrenamiento

la primera se selecciona el conjunto de datos de entrenamiento , se extraen los atributos

y

características del espacio de entrada y se entrena el clasificador . El resultado

entrenamiento , se extraen los atributos y características del espacio de entrada

y

se entrena el clasificador . El resultado del entrenamiento es un conjunto de parámetros

entrenamiento es un conjunto de parámetros llamados pesos w , que definen al clasificador

y

a la función discriminante que representa la frontera entre clases o regiones .

según la similitud de sus características . Hiperplano de separación óptimo

y

margen máximo . Las SVMs poseen una gran capacidad para aprender a partir

: 111 ) ( cid : 114 ) que separe los datos en dos clases

y

que clasifique correctamente nuevas muestras pertenecientes al conjunto de . Se asume

. El margen máximo está dado por la distancia entre los hiperplanos paralelos

y

el HSO , cuyo resultado es igual a ( cid : 71 ) . Para

del hiperplano de separación . Para tener bajo control la dimensión del margen

y

el número de muestras mal clasificadas se introduce un parámetro C como variable

sean clasificados como una clase ( " +1 " ) hiperplano 1

y

que todas las muestras bajo el hiperplano w x b pertenezcan a la otra clase

) ( cid : 111 ) ( cid : 131 ) h mediante la selección

y

uso de una función llamada kernel Mapeo

por los vectores soporte ( cid : 71 ) para ( cid : 32 )

y

por los vectores del conjunto de prueba ix ( cid : 71 ) que son

los vectores del conjunto de prueba ix ( cid : 71 ) que son transformados

y

mapeados a un espacio de kx características por el producto escalar de la función

secuencial ( SMO ) propuesta por Platt ( 1998 ) proporciona un entrenamiento rápido

y

garantiza la convergencia del problema de optimización . Análisis de los experimentos

del temblor mediante curvas de Método 2 . ajuste . Elección de amplitud

y

frecuencia del temblor como características únicas . Método 3 . Método 4

Representación mediante técnicas basadas en estadísticos de segundo orden ( PSD )

y

espectros de orden superior ( HOS ) . Empleo de Componente Principales ( ACP )

. del Análisis El software que se ha utilizado para construir los modelos

y

entrenar las SVMs es la librería LIBSVM ( Chang et al . , 2011

: Tabla 1 : Datos utilizados en el estudio Se analizan la amplitud

y

la frecuencia con la que se produce el movimiento oscilatorio . En la figura 7 se

. , 1998 ) . El solapamiento del rango de frecuencias entre el TF

y

TE cuando adquieren una postura o un movimiento de acción hace que la frecuencia

clasificador SVM para el método 2 . Método 2 . Análisis de la amplitud

y

frecuencia del temblor . kernel en la clasificación TF vs TP y TP vs

la amplitud y frecuencia del temblor . kernel en la clasificación TF vs TP

y

TP vs TE . En las figuras 8 y 9 se muestra el error

la clasificación TF vs TP y TP vs TE . En las figuras 8

y

9 se muestra el error obtenido para cada Se muestran los resultados en la tabla

el método 1 . mucho mayor en las muestras de EP , tal

y

como se muestra en la tabla 6 . Tabla 6 : Coeficiente de Curtosis

Temblor patológico . La figura 10 representa la distribución de las muestras de EP

y

TE con respecto a sus centroides . Figura 9 . Clasificación Temblor de Párkinson

Método 3 . Análisis mediante técnicas estadísticas de segundo orden ( PSD )

y

espectros de orden superior ( HOS ) . Se ha utilizado el planteamiento realizado

procesamiento de los datos , utilizando segundo orden PSD ( espectogramas de frecuencia )

y

de orden superior HOS ( biespectros , triespectros , … ) estadísticos de

cuales 9 fueron obtenidas con el espectro de potencia PSD , 10 mediante el biespectro

y

7 con el triespectro . Se han seleccionado las dos primeras componentes del ACP

seleccionado las dos primeras componentes del ACP para representar su distribución tal

y

como se muestra en la figura 10 . Mediante el coeficiente de Curtosis se analizó

) En la figura 12 se muestran los resultados para el caso TF

y

TP , en función de los diferentes tipos de kernel . Figura 12

máxima información con un 38 . 5 % , la segunda un 16 . 6 %

y

así sucesivamente hasta el componente 6 que contiene un 5 . 1 % de la

obtenido , en este caso , con los patrones cinéticos . Método Análisis

y

clasificación mediante reducción del espacio dimensional de entrada mediante el

contienen la mayor información . Procedimiento : Mediante la distancia de Mahalanobis

y

el coeficiente de Curtosis , se seleccionaron las muestras más representativas de

14 . Clasificación Temblor Patológico vs Temblor Fisiológico . Las figuras 15

y

16 muestran los mejores resultados para la clasificación TP vs TE .

para la clasificación TP vs TE . Para la clasificación entre TE

y

EP se utilizó la frecuencia y amplitud de 13 pruebas para caracterizar cada vector

TE . Para la clasificación entre TE y EP se utilizó la frecuencia

y

amplitud de 13 pruebas para caracterizar cada vector , de forma que las características

a la SVM . El modelo así obtenido se logró con un kernel Gaussiano RBF

y

13 VS . El error en la clasificación fue del 8 . 33 % ,

disminuyó la dimensión del espacio de entrada a sólo 6 características ( amplitud

y

frecuencia en los ejes X , Y , Z ) . El mejor modelo se

Y , Z ) . El mejor modelo se consiguió con un kernel Gaussiano RBF

y

con 123 VS , un número bastante bajo en comparación a los 313 que se

bajo el método 3 : clasificación mediante estadísticos de segundo orden ( PSD )

y

poliespectros ( HOS ) . El error en la clasificación de TF y TP

) y poliespectros ( HOS ) . El error en la clasificación de TF

y

TP fue del 0 % pero los VS se incrementaron a 35 . Siendo un

sobreajuste . Se obtuvo el 0 % de error en la clasificación entre TE

y

EP , pero con número de VS también elevado , 18 en comparación a los

. En 3 ensayos se entrenó la SVM con las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas de forma separada , siendo las pruebas estáticas las que obtuvieron un

obtuvieron un mayor error ( 18 . 18 % ) , mientras que las cinéticas

y

dinámicas lograron reducirse al 0 % . El mejor modelo logró un error del

un error del 7 . 46 % en la clasificación con un kernel Gaussiano RBF

y

con 134 VS , teniendo en cuenta que el número de vectores para el entrenamiento

y

prueba es alto , se puede deducir que el modelo es bastante bueno .

vector de entrada , pero analizando por separado a las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas . Todos los modelos emplearon un kernel Gaussiano RBF . Los errores en

kernel Gaussiano RBF . Los errores en la clasificación con las pruebas estáticas

y

dinámicas fueron de 13 . 64 % y 8 . 11 % respectivamente , valores

en la clasificación con las pruebas estáticas y dinámicas fueron de 13 . 64 %

y

8 . 11 % respectivamente , valores un poco altos en comparación a su tamaño

1 : clasificación mediante curvas de ajuste . En la clasificación del TF

y

TP , el modelo óptimo se construyó con un kernel Gaussiano RBF y con 27

del TF y TP , el modelo óptimo se construyó con un kernel Gaussiano RBF

y

con 27 VS , un número menor en comparación a los utilizados en el entrenamiento

considera como una buena generalización . El error en la clasificación entre sanos

y

enfermos fue del 3 . 57 % , valor bastante aceptable . En la clasificación

del 3 . 57 % , valor bastante aceptable . En la clasificación entre TE

y

EP el mínimo error en la clasificación fue del 11 . 76 % con un

resultado aceptable pero susceptible de ser mejorado . La clasificación entre TE

y

EP resulta complicada utilizando el RMSE como única característica , lo que conlleva

conlleva el utilizar más atributos que aporten más conocimiento sobre los casos

y

mejorar así los resultados . Resultados del estudio bajo el método 2 : clasificación

del estudio bajo el método 2 : clasificación mediante el uso de la amplitud

y

la frecuencia del temblor . La clasificación entre TF y TP se pudo llevar

uso de la amplitud y la frecuencia del temblor . La clasificación entre TF

y

TP se pudo llevar a cabo utilizando la amplitud y la frecuencia como características

La clasificación entre TF y TP se pudo llevar a cabo utilizando la amplitud

y

la frecuencia como características únicas de los vectores muestrales . Con un kernel

características únicas de los vectores muestrales . Con un kernel polinomial de grado 2

y

24 VS se obtuvo el 0 % de error en la clasificación . En

el 0 % de error en la clasificación . En la clasificación del TF

y

TP los resultados obtenidos han sido satisfactorios . Para conseguir el 0 % de error

buena generalización . El resultado del segundo ensayo ( clasificación de TE

y

EP ) , es similar al obtenido en la hipótesis anterior . El ACP ha conseguido

anterior . El ACP ha conseguido que el número de VS se reduzcan a 5

y

se alcance un error en la clasificación del 0 % . Con 123 muestras

puede concluir que este modelo es excelente . En los ensayos 4 , 5

y

6 se utilizaron las pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas de manera separada

En los ensayos 4 , 5 y 6 se utilizaron las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas de manera separada para clasificar TE y EP . En los dos primeros ensayos

pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas de manera separada para clasificar TE

y

EP . En los dos primeros ensayos , los modelos del clasificador emplearon un kernel

primeros ensayos , los modelos del clasificador emplearon un kernel Gaussiano RBF

y

el error en la clasificación fue del 0 % . Mientras que las pruebas dinámicas

evaluar el temblor de los pacientes . Esta metodología ha logrado diferenciar al TF

y

TP con una sola característica ( el RMSE ) , pero sin embargo los resultados obtenidos

RMSE ) , pero sin embargo los resultados obtenidos en la clasificación entre TE

y

EP no han sido del todo satisfactorios . Con dos características : frecuencia y

y EP no han sido del todo satisfactorios . Con dos características : frecuencia

y

amplitud , no se han obtenido los mejores resultados para clasificar entre TE y EP

frecuencia y amplitud , no se han obtenido los mejores resultados para clasificar entre TE

y

EP . Si bien , si se consiguieron errores dentro de lo aceptable . Se

, si se consiguieron errores dentro de lo aceptable . Se considera procedimientos

y

proporcionar así un resultado más preciso en la clasificación . conveniente

buscar otros La caracterización del temblor mediante estadísticas de segundo orden

y

orden superior , plantea un espacio muestral mucho más amplio permitiendo una mayor

la SVM , provocando una mayor complejidad en el pre - procesamiento de los datos

y

un coste computacional más elevado durante fases de entrenamiento . Se ha comprobado

tantas características ya que muchas de ellas contienen información redundante

y

por lo tanto no aportan conocimiento diferencial adicional al clasificador . Las

conocimiento diferencial adicional al clasificador . Las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas en conjunto , caracterizan de manera eficaz al TE y EP . De igual forma

estáticas , cinéticas y dinámicas en conjunto , caracterizan de manera eficaz al TE

y

EP . De igual forma , se consigue el objetivo si se consideran sólo los patrones

proporcionó resultados muy buenos , consiguiendo una correcta clasificación del TF

y

TP . En este caso el número de vectores fue mucho mayor que las nuevas

características del ACP , incluso con 3 nuevas variables fue suficiente para caracterizar el TE

y

la EP . Con una combinación de las pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas

el TE y la EP . Con una combinación de las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas se obtuvo un error en la clasificación bastante bajo . Los patrones estáticos

y

cinéticos por separado han sido más eficientes . La exclusión de valores atípicos

eficientes . La exclusión de valores atípicos utilizando la distancia de Mahalanobis

y

el coeficiente de Curtosis resultó ser decisivo para reducir la tasa de error en

de clasificar con tasas de acierto del 100 % en la diferenciación entre el TE

y

TP en varios clasificadores y en distintas combinaciones de tipos de patrones .

acierto del 100 % en la diferenciación entre el TE y TP en varios clasificadores

y

en distintas combinaciones de tipos de patrones . A modo de comparación con otros

con otros trabajos donde se utilizaron SVMs para el diagnóstico diferencial del TP

y

el TE , cabe destacar el trabajo de Patrick et al . ( 2012 )

9 . 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos

y

enfermos , y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP y TE

% de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos y enfermos ,

y

un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP y TE . En dicho

sanos y enfermos , y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP

y

TE . En dicho trabajo también se menciona que dichos ratios de acierto - error

presentando un 94 % de éxito para kernel lineal , un 95 % para polinomial

y

un 98 % para kernel gaussiano . Finalmente , como conclusión final , las

error en una horquilla del 6 % al 13 % para la diferenciación entre TF

y

TP , y en González et al . ( 2014 ) del 4 % en

horquilla del 6 % al 13 % para la diferenciación entre TF y TP ,

y

en González et al . ( 2014 ) del 4 % en las mismas condiciones

En el campo de la medicina clínica es crucial poder determinar la seguridad

y

la eﬁcacia de los fármacos actuales y además acelerar el descubrimiento de nuevos

es crucial poder determinar la seguridad y la eﬁcacia de los fármacos actuales

y

además acelerar el descubrimiento de nuevos compuestos activos . Para ello se llevan

Para ello se llevan a cabo ensayos de laboratorio , que son métodos muy costosos

y

que requieren mucho tiempo . Sin embargo , la bioinformática puede facilitar enormemente

mencionados , ya que proporciona la predicción de la toxicidad de los fármacos

y

su actividad en enfermedades nuevas , así como la evolución de los compuestos activos

Esto se puede lograr gracias a la disponibilidad de herramientas de bioinformática

y

métodos de cribado virtual por ordenador ( CV ) que permitan probar todas las hipótesis

información relativa a bases de datos de compuestos conocidos ( proteínas diana

y

fármacos ) , y se aprovecha después el método para incrementar la precisión de

relativa a bases de datos de compuestos conocidos ( proteínas diana y fármacos ) ,

y

se aprovecha después el método para incrementar la precisión de las predicciones

Introducción En la investigación clínica es crucial determinar la seguridad

y

la eﬁcacia de los fármacos actuales y acelerar el descubrimiento de compuestos

clínica es crucial determinar la seguridad y la eﬁcacia de los fármacos actuales

y

acelerar el descubrimiento de compuestos activos , especialmente para procesar grandes

de proteínas ( PDB , por sus siglas en inglés ) [ 1 ] ,

y

también derivados de los datos genómicos utilizando técnicas como el modelado

utilizando técnicas como el modelado de homología [ 2 ] . Los ensayos de laboratorio

y

optimización de compuestos son métodos caros y lentos . Sin embargo , la bioinformática

2 ] . Los ensayos de laboratorio y optimización de compuestos son métodos caros

y

lentos . Sin embargo , la bioinformática puede facilitar enormemente la investigación

los ﬁnes mencionados , proporcionando la predicción de la toxicidad de fármacos

y

su actividad en enfermedades nuevas , así como la evolución de los compuestos activos

Esto se puede lograr gracias a la disponibilidad de herramientas de bioinformática

y

métodos de cribado virtual ( CV ) que permitan probar todas las hipótesis necesarias

el acoplamiento molecular ( docking ) , fallan en la predicción de la toxicidad

y

las predicciones de actividad , ya que están limitados por el acceso a recursos

relacionadas de la investigación . El uso de arquitecturas hardware masivamente paralelas

y

orientadas al rendimiento , tales como las unidades de procesamiento gráﬁco (

potencia de cálculo con los requisitos más exigentes de gráﬁcos en tiempo real

y

el lucrativo mercado masivo que supone la industria del videojuego [ 3 ] . Los

cientíﬁcos han aprovechado su potencia de cálculo en el dominio computacional

y

las GPU se han convertido en un recurso clave de aplicaciones en las que el

computacionales en los métodos de CV , permitiendo la aceleración de los cálculos necesarios

y

la introducción de mejoras en los modelos biofísicos no asequibles en el pasado

, mientras que se ha demostrado que esto no siempre sucede [ 10 ] ,

y

por lo tanto es crucial evitar esta simpliﬁcación . En este trabajo se presenta

acelerar los cálculos requeridos , con máquinas convencionales de bajo consumo

y

coste , que proporcionan información nueva y útil sobre las proteínas objetivo

máquinas convencionales de bajo consumo y coste , que proporcionan información nueva

y

útil sobre las proteínas objetivo , con el ﬁn de mejorar las predicciones clave

proteínas objetivo , con el ﬁn de mejorar las predicciones clave en toxicidad

y

en grado de actividad . En BINDSURF , una gran base de datos de ligandos

utilizando cualquier método de CV , pero solo para un conjunto de ligandos reducido

y

seleccionado . Otros autores han realizado estudios de métodos de CV sobre superﬁcies

CV sobre superﬁcies de proteínas enteras [ 11 ] utilizando diferentes enfoques

y

cribando bases de datos de ligandos peque˜nos pero , por lo que sabemos , ninguno

entrenan con bases de datos de compuestos activos ( fármacos ) e inactivos conocidos

y

posteriormente se utilizan para mejorar las predicciones mediante BINDSURF . El

para mejorar las predicciones de CV ; ﬁnalmente , se muestran las conclusiones

y

posibles direcciones para el trabajo futuro . 2 . Metodología En este apartado

entrenada con datos de similitud química de los compuestos activos e inactivos conocidos

y

la similitud molecular que conforman las variables de entrada de la red neuronal

fármacos potenciales , optimización de compuestos , valoración de la toxicidad

y

las etapas adicionales del proceso de descubrimiento de fármacos , examinamos una

- ligando [ 13 , 14 ] . Estos métodos tratan de obtener predicciones rápidas

y

exactas de la conformación 3D que adopta un ligando cuando interacciona con una

que adopta un ligando cuando interacciona con una determinada proteína objetivo ,

y

también la fuerza de esta unión , en términos del valor de su función de

de la proteína en métodos como Autodock [ 15 ] , Glide [ 16 ]

y

Dock [ 17 ] , por nombrar algunos . Esta región se deriva comúnmente desde

en el aumento de su coste computacional . Decidimos continuar en esta dirección

y

mostrar cómo esta limitación puede solucionarse gracias al hardware de las GPU

y

los nuevos dise˜nos algorítmicos . En esencia , en una simulación de acoplamiento

BINDSURF se calcula la función de puntuación , carga electrostática , Van der Waals

y

los términos de los átomos de hidrógeno ( hbond ) . Por otra parte , en

múltiples capas con funciones de activación sigmoidal ( perceptrones multicapa )

y

las redes de una sola capa con funciones de activación local ( redes de función

aproximación de las redes neuronales se ha demostrado ampliamente en aplicaciones prácticas

y

en investigación teórica . Hemos decidido utilizar una red neuronal de una sola

la validación cruzada que aseguran la correpresentatividad de todas las muestras

y

el número de muestras e iteraciones se han validado empíricamente . La conclusión

del número de conexiones con el átomo , el tipo de elemento , la carga

y

la masa atómicas . Esto corresponde a una ECFP con un tama˜no de vecindad cero

alcanza el tama˜no de la vecindad que se desea , el proceso se ha completado

y

el conjunto de todas las características se devuelve como la huella . Para los ECFP

los ECFP empleados en este trabajo se utilizaron tama˜nos de vecindad de 2 , 4

y

6 ( ECFP 2 , ECFP 4 , ECFP 6 ) para generar las huellas

pueden representar un conjunto mucho mayor de características que otras huellas

y

contienen un número signiﬁcativo de diferentes unidades estructurales cruciales

estructurales cruciales para la comparación molecular entre los compuestos . 3 . Resultados

y

discusión 3 . 1 . Cribado virtual con BINDSURF Se realizaron cálculos de

entrada , para cada molécula de cada conjunto , contienen su estructura molecular

y

muestran si está activo o no . Después de los cálculos con BINDSURF , los

de datos DUD , TK ( Thymidine Kinase ) , MR ( Mineralocorticoid Receptor )

y

GPB ( Glycogen Phosphorylase ) se caracterizan por el valor del área bajo la curva

curva ( AUC , por sus siglas en inglés ) para cada curva ROC ,

y

se podría decir que , en promedio , BINDSURF funciona de manera similar a otros

todavía hay margen para la mejora en la función de la aﬁnidad que utiliza BINDSURF

y

en su método de optimización de la energía ( Monte Carlo ) , que puede

neuronales fueron entrenadas con los conjuntos de datos DUD mencionados ( TK , MR

y

GPB ) y también mediante el uso de las huellas ECFP 2 , ECFP 4

entrenadas con los conjuntos de datos DUD mencionados ( TK , MR y GPB )

y

también mediante el uso de las huellas ECFP 2 , ECFP 4 , ECFP 6

parámetros ( solo ECFP 2 , ECFP 2 más ECFP 4 , etc . )

y

se observó que con el uso de forma simultánea de los 3 descriptores se obtuvieron

, los aumentos en la capacidad de predicción son evidentes . En consecuencia ,

y

teniendo en cuenta la información obtenida por la red neuronal , podemos posprocesar

los resultados de acoplamiento obtenidos por la función de aﬁnidad de BINDSURF

y

rechazar compuestos que se predicen como inactivos . Entonces podemos clasiﬁcarlos

clasiﬁcarlos por el valor ﬁnal predicho por la función de aﬁnidad para estos casos

y

estudiar los que visualmente son mejores . A modo de ejemplo , en la

predicción del compuesto de la base de datos DUD para GPB de la parte superior

y

la pose cristalográﬁca . En este caso , las principales causas de estabilización

interacciones de una red de enlaces de hidrógeno , donde el nitrógeno intermedio

y

los átomos de oxígeno del compuesto predicho caen muy cerca de los mismos átomos

neuronal solo se puede utilizar cuando hay datos disponibles para los compuestos activos

y

no activos para una proteína dada . Esta metodología se puede utilizar para mejorar

metodología se puede utilizar para mejorar el descubrimiento de fármacos , su dise˜no

y

su reutilización y , por lo tanto , para ayudar considerablemente en la investigación

utilizar para mejorar el descubrimiento de fármacos , su dise˜no y su reutilización

y

, por lo tanto , para ayudar considerablemente en la investigación clínica . En

hormigas , que ya se ha implementado de manera eﬁciente en GPU [ 26 ]

y

aplicar la ﬂexibilidad total ligando - receptor . Por último , también estamos

aﬁnidad para incluir de manera eﬁciente los metales , las interacciones aromáticas

y

modelos de solvatación . Simulación de cargas móviles sobre estructuras

en primer lugar la conﬁguración y distribución de nodos en el subdominio de malla móvil

y

, en segundo lugar , su ensamblado y seguimiento del contacto sobre el mallado grueso

invariable , es preciso especiﬁcar en qué partes del dominio se concentran más nodos

y

en qué otras se toman esos nodos durante el proceso de cálculo tal como se

. En este sentido son 2 los aspectos que pueden resultar claves en la simulación

y

que justiﬁcan el remallado móvil : el tama˜no de los elementos en la zona de

y la nueva posición de la malla ﬁna creando los pertinente elementos nuevos .

Y

por otra parte , y a efectos de convergencia en el cálculo , se estiman las condiciones

dinámico incremental es una poderosa herramienta para evaluar la vulnerabilidad

y

el riesgo sísmico de ediﬁcios . Permite calcular el da˜no global de estructuras

el da˜no global de estructuras para diferentes aceleraciones máximas del terreno

y

representar este resultado por medio de curvas de da˜no . Dichas curvas se utilizan

lineal incremental ( pushover analysis ) para evaluar la vulnerabilidad sísmica

y

el riesgo de los ediﬁcios , que permita obtener resultados similares a los obtenidos

dinámico incremental . Haciendo referencia a los métodos basados en la capacidad

y

la demanda , habitualmente se han utilizado opiniones de expertos para deﬁnir los

deﬁnir los umbrales de los estados de da˜no a partir del punto de plastiﬁcación

y

del desplazamiento máximo espectral identiﬁcado en el espectro de capacidad bilineal

medio de la escala macro - sísmica europea EMS - 98 [ 1 ] ,

y

el comportamiento estructural se describe por medio de un índice de vulnerabilidad

el método del espectro de capacidad propuesto en las referencias [ 7 , 8 ]

y

ha sido amplia - mente investigada , mejorada y aplicada [ 9 – 15 ]

referencias [ 7 , 8 ] y ha sido amplia - mente investigada , mejorada

y

aplicada [ 9 – 15 ] . En este método , la acción sísmica se

opinión de expertos [ 4 , 23 ] con base en los desplazamientos de plastiﬁcación

y

último del espectro de capacidad . Aunque este enfoque es útil para evaluaciones

incremental , que es la herramienta de referencia para evaluar la vulnerabilidad

y

el riesgo sísmico de ediﬁcios . Este procedimiento permite calcular el da˜no

procedimiento permite calcular el da˜no global de estructuras para diferentes intensidades

y

, además , repre - sentarlo por medio de curvas de daño . Dichas curvas

degradación de la rigidez del ediﬁcio , calculada a partir de las derivadas primera

y

segunda del espectro de capacidad , el método puede ser mejorado . Esta nueva deﬁnición

armado teniendo en cuenta las incertidumbres relacionadas con el riesgo sísmico

y

las propiedades mecánicas de los materiales . Se demuestra , conside - rando un

hay un mejor acuerdo entre los resultados obtenidos mediante un cálculo dinámico

y

un cálculo estático . 2 . Descripción del ediﬁcio estudiado El ediﬁcio estudiado

ediﬁcio estudiado El ediﬁcio estudiado es de hormigón armado , tiene 4 niveles

y

3 vanos y se muestra en la ﬁgura 1 junto con sus dimensiones . Debido

El ediﬁcio estudiado es de hormigón armado , tiene 4 niveles y 3 vanos

y

se muestra en la ﬁgura 1 junto con sus dimensiones . Debido a su simetría

cuyas caracte - rísticas se muestran en la tabla 1 . El material de las vigas

y

de las columnas del modelo estructural sigue la regla de histéresis de Takeda modiﬁcada

por medio del diagrama de interacción de ﬂexo - compresión para las columnas

y

de momento - curvatura para las vigas . Las cargas aplicadas y el dise˜no de

para las columnas y de momento - curvatura para las vigas . Las cargas aplicadas

y

el dise˜no de los elementos estructurales siguen las recomendaciones dadas por el

por el Eurocódigo 2 ( EC2 ) [ 25 ] para estructuras de hormigón armado

y

del Eurocódigo 8 ( EC8 ) para considerar las cargas sísmicas . Los valores caracte

sísmicas . Los valores caracte - rísticos de las propiedades mecánicas del hormigón

y

del acero son valores utilizados comúnmente en el dise˜no de tales ediﬁcios .

obtenidos durante el proceso de control de calidad , a partir de ensayos de compresión

y

tracción en las mues - tras de hormigón y acero , respectivamente . Por medio

a partir de ensayos de compresión y tracción en las mues - tras de hormigón

y

acero , respectivamente . Por medio de estos ensayos , la resistencia a compresión

Por medio de estos ensayos , la resistencia a compresión del hormigón , fc ,

y

el módulo de elasticidad del acero , Es , se pueden modelizar como variables aleatorias

probabilista de este artículo . La tabla 2 muestra la media , la desviación estándar

y

el coe - ﬁciente de variación , cdv , de estas variables aleatorias . Se

Otras posibles incerti - dumbres , como las relacionadas con la formación de grietas

y

el aplastamiento del hormigón , el endurecimiento por deformación y la resistencia

de grietas y el aplastamiento del hormigón , el endurecimiento por deformación

y

la resistencia ﬁnal de acero o debidas a efectos como la parti - cipación de

de la aceleración máxima del terreno ( PGA , por sus siglas en inglés )

y

para cada incremento se realiza un NLDA , se puede obtener una curva que relaciona

, se utilizan varios de ellos para realizar los análisis dinámicos no lineales

y

se hacen estadísticas con los resultados obtenidos , nos enfrentamos a un análisis

ver en la ﬁgura 2 . Esta ﬁgura , además , muestra el espectro medio

y

el espectro tipo 1 para un suelo tipo A del Eurocódigo 8 ( EC8 )

una forma espectral , permite obtener un buen ajuste . La lista de estos terremotos

y

de sus principales características se muestra en la tabla 3 . Hancock et al

eventos que deben considerarse depende de las medi - das de da˜no que se consideran

y

también de su predictibilidad . La mayoría de estos métodos se basan en la magnitud

y

la forma espectral . No obstante , en este trabajo no estamos interesados en la obtención

en la diferencia cuadrática entre la media de un grupo de espectros de respuesta

y

el espectro objetivo , en este caso el tipo 1 suelo tipo A del EC8

cálculo tiene su base en la diferencia absoluta acumulada entre el espectro objetivo

y

el espectro prome - dio en varios puntos ; estos puntos están separados por intervalos

muestra aleatoria de la resis - tencia a la compresión de hormigón , fc ,

y

, para cada columna del mismo nivel , una muestra aleatoria del módulo de elasticidad

han generado muestras aleatorias de las pro - piedades mecánicas de los materiales

y

se han realizado una serie de análisis dinámicos no lineales para los diferentes

hipercubo latino para generar muestras aleatorias de las propiedades de los materiales

y

la combinación de estas con los acelerogramas [ 41 ] ; se han llevado a

49 ] . En este trabajo se ha utilizado el índice de da˜no de Park

y

Ang [ 43 ] porque permite incluir el efecto del da˜no en los elementos debido

histerética . La siguiente ecuación muestra cómo se calcula el índice de da˜no de Park

y

Ang a nivel de elementos estructurales : donde ( cid : 2 ) u son

de elementos estructurales : donde ( cid : 2 ) u son la ductilidad máxima

y

última , respectivamente . De acuerdo con las condiciones de diseño de la estructura

para ﬂexión como para compresión . Eh es la energía histerética disipada ,

y

Fy y la carga y el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de

ﬂexión como para compresión . Eh es la energía histerética disipada , y Fy

y

la carga y el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de da˜no

para compresión . Eh es la energía histerética disipada , y Fy y la carga

y

el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de da˜no global de

como pesos la rela - ción entre la energía histerética disipada por cada elemento

y

la energía histerética total disipada por la estructura [ 36 ] donde DI es

) i es la relación entre la energía de histerética disipada por un elemento E

y

la energía histerética total disipada por la estructura . La ﬁgura 3 muestra

las incertidumbres relacionadas con las propiedades mecá - nicas de los materiales

y

la acción sísmica . De acuerdo con la calibración original del índice de daño

Por esta razón , en este artículo , cuando el índice de da˜no de Park

y

Ang es mayor que 1 , su valor se ﬁja en 1 , puesto que

la probabilidad de que ocurra colapso tiende a 1 . El índice de da˜no de Park

y

Ang también puede relacionarse con el desplazamiento máximo al nivel del techo

se tuviera en cuenta la contribución del primer término de la ecuación de Park

y

Ang ; se le denomina índice de da˜no de duc - tilidad . En la

misma ﬁgura se muestran también los valores medios de ambos índices de da˜no

y

los límites de 0 , 4 ( correspondiente a la posibilidad de reparación ) y

y los límites de 0 , 4 ( correspondiente a la posibilidad de reparación )

y

1 ( correspondiente a colapso ) . 4 . Índice de daño obtenido a

sino también en la acción sísmica . El análisis estático incremental , PA ,

y

el método de N2 [ 11 ] , en combinación con la metodología para calcular

gilidad propuesta en las referencias [ 20 , 51 ] , es una herramienta potente

y

simpliﬁcada para el cálculo de curvas de probabilidad de da˜no similares a las

aplicar una carga horizontal sobre la estructura de acuerdo con un patrón de fuerzas

y

calcular su respuesta aumentando el valor de las fuerzas hasta que se alcance el

con el enfoque probabilista , es necesario llevar a cabo un gran número de PA

y

, por lo tanto , es apropiado utili - zar un procedimiento para obtener automáticamente

establece el límite de carga horizontal como una función de la rigidez tangente

y

, por consiguiente , de la frecuencia asociada al primer modo de vibración , que

53 ] , que se ha utilizado en este trabajo para calcular la respuesta estática

y

dinámica estructural en régimen no lineal . De acuerdo con los valores de la tabla

variables aleatorias . De acuerdo con las metodologías expuestas en HAZUS [ 54 ]

y

en el ATC - 40 [ 55 ] , es posible evaluar el riesgo sísmico

el riesgo sísmico de las estruc - turas a partir de su curva de capacidad

y

de la amenaza sísmica expresada en términos del espectro de respuesta . Este enfoque

post - proceso requerido por el NLDA . El procedimiento de ATC - 40

y

del método de N2 para calcular la respuesta de una estructura requiere la transformación

es el coeﬁciente de la base ; W es el peso de la estructura ,

y

masa modal del primer modo de vibración . Mediante el uso de las ecs .

[ 40 ] se deﬁnen 4 estados de da˜no : leve , moderado , extensivo

y

completo . La descripción de dichos estados de da˜no depende del tipo de estructura

como el inicio de la ﬁsuración por esfuerzo cortante o momento ﬂector en vigas

y

columnas [ 54 ] . Los estados de da˜no también se pueden deﬁnir de una

representación bilineal del espectro de capacidad mediante los valores ( Dy , Ay )

y

( Du , Au ) asociados al desplazamiento de ﬂuencia y último del espectro de

Dy , Ay ) y ( Du , Au ) asociados al desplazamiento de ﬂuencia

y

último del espectro de capacidad , res - pectivamente [ 20 , 51 ] .

30 ] : En la ﬁgura 6 se muestran los espectros de capacidad bilineales

y

los estados de da˜no obtenidos desde una perspectiva probabilista . El siguiente

lognormal descrita por la siguiente ecuación : donde sd es la variable independiente

y

representa el desplaza - ˇdsi es la desviación estándar del logaritmo miento espectral

y

natural de la variable dsi , y 3 ) para cada desplazamiento espec - tral

desviación estándar del logaritmo miento espectral y natural de la variable dsi ,

y

3 ) para cada desplazamiento espec - tral asociado a los umbrales de da˜no ,

de aplicar las hipótesis descritas . Además , las curvas de fragilidad promedio

y

los puntos calculados a partir de la distribución binomial ( hipótesis 3 ) , utilizados

, que razona - blemente asigna más peso a los estados de da˜no más altos

y

que se calcula usando la siguiente ecuación [ 14 , 20 , 51 ] :

da˜no considerados no nulos que , en este caso , es igual a 4 ,

y

P ( dsi ) es la probabilidad de ocurren - cia de dsi . DI

este procedimiento . Este procedimiento se aplica a todas las curvas de capacidad

y

los espectros de respuesta elástica correspondientes a los acele - rogramas utilizados

el análisis dinámico . En la ﬁgura 11a , b se comparan la media

y

la desviación estándar de los índices de da˜no calculados mediante el método

( cuya base es el análisis estático ) con el índice de daño de Park

y

Ang . Claramente , se puede ver que el índice de daño obtenido con el

da˜no . Por ejemplo , el ds1 , que se deﬁne como 0 , 7ds2

y

se supone constante , puede variar de un ediﬁcio a otro . Por esta razón se propone

ﬁgura 12b . Se calcula la derivada numérica de la curva de rigidez espectral media

y

se determina el despla - zamiento espectral correspondiente a su valor mínimo .

su valor mínimo . Para dicho desplazamiento se calcula la rigidez espectral media

y

se divide por la rigidez espectral media asociada a la elasticidad . Se obtiene así

un punto donde la curva de rigidez espectral degrada a un valor entre el 40

y

el 70 % de la rigidez espectral aso - ciada a la elasticidad . Por ejemplo

método son inferiores a los obtenidos mediante el uso de opiniones de los expertos ,

y

que los estados de da˜no ds2 y ds3 son superiores . Con los nuevos estados

el uso de opiniones de los expertos , y que los estados de da˜no ds2

y

ds3 son superiores . Con los nuevos estados de daño se calculan las curvas de

en la curva de da˜no . Para los umbrales de los estados de da˜no ds2

y

ds3 , la probabilidad de exceder sus cur - vas de fragilidad correspondiente es del

14a muestra las nuevas curvas de fragilidad calculadas con las hipótesis descritas

y

, basados en la ec . ( 6 ) , se calculan los correspondientes índices

elástico debido a la ductilidad del ediﬁcio . Es decir , se cruza la capacidad

y

la demanda para obtener curvas de daño que dependan de la capacidad estructural

y

de la demanda sís - mica . En la ﬁgura 15 se muestran los nuevos

curvas de daño obtenidas con el método propuesto con base en criterios estáticos

y

utilizando la degradación de la rigi - dez se ajustan mejor a las curvas de

, con las curvas de da˜nos calculadas con IDA , en términos de la media

y

de la desviación estándar que se muestran en la ﬁgura 16a , b , respecti

de 0 , 25 g con el método inicial , mientras que con el IDA

y

el método nuevo este índice de da˜no se produce a 0 , 55 g .

conservador . En términos de desviación estándar , para los valores que están entre 0

y

0 , 35 g , el método inicial tam - bién es muy conservador ,

características mecánicas de los materiales ( la resistencia a com - presión del hormigón

y

el módulo de elasticidad del acero ) y en las de la acción sísmica .

resistencia a com - presión del hormigón y el módulo de elasticidad del acero )

y

en las de la acción sísmica . Todas estas características se han tratado como

esperados del ediﬁcio : el primero con base en el análisis dinámico incremental

y

el segundo en el análisis pushover . Una conclusión importante es que , a pesar

algunas simpliﬁca - ciones , por ejemplo en la deﬁnición de las acciones sísmicas

y

en la estimación de los estados de daño sísmico , pueden subestimar el daño que

ocurrir en una estructura . En este artículo se ha estudiado una estructura baja

y

simétrica mediante el nuevo método . En los ediﬁcios altos y / o asimétricos

estructura baja y simétrica mediante el nuevo método . En los ediﬁcios altos

y

/ o asimétricos deben hacerse consideraciones que tengan en cuenta los efectos de

que requieren curvas probabilistas deﬁnidas de manera paramétrica , por su media

y

su desviación estándar . Final - mente , las principales ventajas del nuevo método

parte por el Instituto Geológico de Cataluña ( IGC ) , por el Gobierno espa˜nol

y

por la Comisión Euro - pea con fondos FEDER , a través de los proyectos

23621 , CGL2011 - 29063 , INTERREG POCTEFA 2007 - 2013 / 73 / 08

y

DESURBS - FP7 - 2011 - 261652 . Experimentación , simulación y análisis

08 y DESURBS - FP7 - 2011 - 261652 . Experimentación , simulación

y

análisis de artefactos improvisados - proyectiles formados por explosión Dentro

aquellos que generan proyectiles for - mados por explosión , penetradores de blindajes

y

sistemas acorazados , como los utilizados por grupos insurgentes contra las fuerzas

fuerzas aliadas en zona de operaciones . El objeto de este estudio es reproducir

y

entender el comportamiento de dichos artefactos explosivos improvisados capaces de

artefactos explosivos improvisados capaces de generar proyecti - les de alta velocidad

y

gran capacidad de penetración . La comprensión de su comportamiento permitirá

comprensión de su comportamiento permitirá mejorar el conocimiento sobre ellos ,

y

por ende , combatirlos de forma más eﬁcaz . Para ello se han reali -

caracterizaciones de proyectiles formados por explosión construidos de manera artesanal , tal

y

como haría un terrorista . Además , se han creado los modelos numéricos correspondientes

objetivo , recorriendo todos los pasos intermedios . Se han ensayado 3 conﬁguraciones

y

posteriormente se han simulado , usando el software de análisis por elementos ﬁnitos

explosivos improvisados - proyectiles formados por explosión son una seria amenaza ,

y

que los modelos generados permitirán conocer y ahorrar costes en la lucha contra

explosión son una seria amenaza , y que los modelos generados permitirán conocer

y

ahorrar costes en la lucha contra esta amenaza , y por ende contra el terrorismo

generados permitirán conocer y ahorrar costes en la lucha contra esta amenaza ,

y

por ende contra el terrorismo , al disponer de un enfoque holístico de la amenaza

ende contra el terrorismo , al disponer de un enfoque holístico de la amenaza ,

y

ﬁnalmente reducir los costes de la experimentación . 1 . Introducción En los

atacados con estos artefactos . Un EFP es un dispositivo simple compuesto de una carcasa

y

un disco cóncavo o liner , que se rellena de explosivo y al que se

de una carcasa y un disco cóncavo o liner , que se rellena de explosivo

y

al que se le introduce un detona - dor que inicia y transmite el tren

rellena de explosivo y al que se le introduce un detona - dor que inicia

y

transmite el tren de fuego al explosivo . Este tipo de artefactos pertenecen a la

El proceso de formación de un EFP es un fenómeno complejo de altas presiones

y

temperaturas , en el que numerosos factores pueden condicionar la correcta detonación

los mismos depende principalmente de su forma , de las características de vuelo

y

de la velocidad en el momento del impacto [ 1 , 6 – 8 ]

persona que construye el artefacto . Hasta ahora las investigaciones realizadas

y

los trabajos publi - cados se han centrado en los proyectiles formados por explosión

centrado en los proyectiles formados por explosión conformados de manera industrial

y

no artesanal , tal y cómo haría por norma general un grupo terrorista [ 8

proyectiles formados por explosión conformados de manera industrial y no artesanal , tal

y

cómo haría por norma general un grupo terrorista [ 8 – 11 ] . Además

los grupos terroristas o insurgentes suelen usar diferentes materiales metálicos

y

explosivos comunes para cada región , por lo que los IED pueden tener formas ,

comunes para cada región , por lo que los IED pueden tener formas , materiales

y

tamaños muy diversos lo que diﬁculta su estudio y modeliza - ción [ 12 ]

pueden tener formas , materiales y tamaños muy diversos lo que diﬁculta su estudio

y

modeliza - ción [ 12 ] . Por tanto , está claro que existe un vacío

realizados los EFP se han desvinculado de los procesos industriales de fabricación

y

se han creado conformes a las directrices que se pueden encontrar en los manuales

, 5 kg , tener velocidades de más de 1 . 000 m / s

y

llegar a penetrar unos 10 cm de blindaje . Para ello se ha diseñado y

y llegar a penetrar unos 10 cm de blindaje . Para ello se ha diseñado

y

fabricado un sistema de recuperación de proyecti - les , compuesto con diferentes

diferentes materiales , que ha permitido detener dichos proyectiles evitando su fuga

y

manteniendo su geometría , para su posterior análisis y comparación con el modelo

proyectiles evitando su fuga y manteniendo su geometría , para su posterior análisis

y

comparación con el modelo . El trabajo con IED - EFP supone un gran reto

la mencionada falta de información técnica a este respecto . Para el análisis

y

estudio del proceso de formación de los EFP y los factores que lo condicionan está

respecto . Para el análisis y estudio del proceso de formación de los EFP

y

los factores que lo condicionan está muy extendido el uso de los modelos de simulación

de vista geométrico aparecen los modelados 3 D [ 11 , 13 , 14 ]

y

los 2 D axisimétricos [ 3 , 8 , 15 ] ; y desde un

14 ] y los 2 D axisimétricos [ 3 , 8 , 15 ] ;

y

desde un punto de vista de la técnica de resolución existen el método lagrangiano

11 ] . Sin embargo , solo algunos trabajos tratan las características del vuelo

y

la capacidad de penetración de manera sistemática para EFP . De estos trabajos

entre diversas soluciones numéricas para los problemas de proyectiles - impactos

y

su grado de correlación , sin tener ensayos reales con los que validar dichos resultados

7 , 17 , 18 ] . Unos tratan de identiﬁcar las características de generación

y

vuelo de los pro - yectiles , conformados con diferentes materiales , y comparándolas

generación y vuelo de los pro - yectiles , conformados con diferentes materiales ,

y

comparándolas con los resultados numéricos , pero sin preocuparse de las caracte

Finalmente un pequeño número de trabajos trata este problema de manera conjunta

y

con una gran batería de ensayos [ 8 , 9 , 21 ] ; y

y con una gran batería de ensayos [ 8 , 9 , 21 ] ;

y

como se ha mencionado , esta escasez se acentúa cuando hablamos de artefactos improvisados

, esta escasez se acentúa cuando hablamos de artefactos improvisados creados tal

y

cómo haría un terrorista [ 22 ] . Desde el punto de vista de la

ligada sobre un ele - mento material dentro de todo el proceso de cálculo ,

y

así la malla se mueve junto con los elementos materiales . Por el contrario , la

adoptando posiciones intermedias entre las 2 anteriores . Ambas técnicas tienen sus pros

y

sus contras que se detallan en la tabla 1 . En este trabajo se ha

este trabajo se ha utilizado un modelo 2 D axisimétrico con mallado lagrangiano

y

elementos tipo shell debido a la alta pre - cisión que aportan con cortos tiempos

posibilidad de realizar las simulaciones del modelo a tamaño real sin escalamiento

y

la claridad en los contactos entre materiales / elementos [ 13 , 23 ] .

podría presentarse en la deformación de la malla , pero diversos autores como Du Bois

y

Schwer [ 24 ] limitan el uso del modelo lagrangiano para velocidades a partir de

IED - EFP puede alcanzar . Este trabajo se centra en la modelización matemática

y

su valida - ción a través de numerosos datos experimentales , de la detonación

través de numerosos datos experimentales , de la detonación , conformación , vuelo

y

penetración - impacto de un EFP sobre una placa de acero con espesores iguales a

empleados en los sistemas acorazados . Para ello , se explica qué es un EFP

y

sus principales características , se describen los ensa - yos realizados y a continuación

un EFP y sus principales características , se describen los ensa - yos realizados

y

a continuación se detallan los modelos numéricos creados . Finalmente , se presentan

creados . Finalmente , se presentan los resultados obtenidos en la modelización

y

su comparación con los datos medidos en los ensa - yos , resultando en un

de la carga [ 12 ] . Este efecto se consigue gracias a la distribución

y

geometría del explosivo dentro del artefacto . Las cargas conformadas se clasiﬁcan

ángulos agudos ) , EFP ( discos cónicos con ángulos obtusos o discos cóncavos )

y

en car - gas de fragmentación direccional ( discos convexos ) . En función de

función de estas , se producen diferentes efectos sobre su capacidad de pene - tración

y

la distancia efectiva de daño . En cuanto a la capacidad de penetración , las cargas

Dentro de los IED - EFP existen diversos factores que inﬂuyen en su diseño

y

posterior formación : • Conﬁnamiento del explosivo : tanto el material empleado

que después de la detonación se va a transformar en un proyectil a alta velocidad

y

con gran capacidad de penetración , también conocido como slug . La efectividad

como slug . La efectividad del proyectil vendrá marcada por el material empleado

y

la geometría ( forma , concavidad del disco , diáme - tro o espesor )

tener un alto punto de fusión , alta densidad , una estructura cristalina cerrada

y

una gran elasticidad . A nivel industrial se dise˜nan geometrías para el liner

en el caso de los IED - EFP por sencillez se centran en los cónicos

y

cóncavos . Los primeros se parecen más a las cargas huecas o JET ( ﬁg

de la geometría , de las propiedades del material , del método de fabricación

y

las propiedades requeridas para el EFP . En la industria armamentís - tica los espesores

Como norma general , un disco con menor espesor da una formación mejor de proyectil

y

mayores velocidades que otro con mayor espesor . • Altura de la carga : se

. • Altura de la carga : se entiende como la distancia entre el disco

y

el punto de inicio de la detonación de la carga explosiva , que condicionará la

hemisférico con una presión no uniforme que podrá penalizar la correcta formación

y

velocidad ﬁnal del proyectil . Existe un límite para este parámetro , superado

parámetro , superado el cual no se produce mejora alguna en la formación , velocidad

y

penetración del proyectil , siendo dicho valor aproximadamente 1 , 5 veces el diámetro

individuo que realiza el trabajo . La carga debe estar distribuida uniformemente

y

no debe haber espacio entre la carga y el disco , generando en caso contrario

carga debe estar distribuida uniformemente y no debe haber espacio entre la carga

y

el disco , generando en caso contrario cierto factores asimétricos que disminuyen

: el método de disparo puede ser muy amplio en el caso de los IED

y

de su elección dependerá la correcta trasmisión del tren de fuego desde el detonador

generarán menores velocidades pero tienen menos posibilidades de fragmentar el disco

y

, por tanto , romper el slug disminuyendo su capacidad destructiva [ 8 ] .

ﬁg . 2 ) . Este tipo de artefactos fueron descubiertos a ﬁnales del siglo

y

principios del siglo xix xx aunque su desarrollo y uso generalizado ocurrió durante

descubiertos a ﬁnales del siglo y principios del siglo xix xx aunque su desarrollo

y

uso generalizado ocurrió durante la Segunda Guerra Mundial . Las fases iniciales

. 2A ) , con el ﬁn de alcanzar un artefacto con las mejores prestaciones

y

consumiendo el menor número de recursos , a lo que se debe sumar la reducción

de variables propias del « bombmaker » . Esta fase de aná - lisis teórico

y

ensayo de las diferentes conﬁguraciones se realizó en el Centro de Excelencia

las instalaciones de la Unidad de Balís - tica de Efectos , con los medios

y

personal técnico adecuado . Debido a que los EFP que se ensayaron estaban realizados

que se ensayaron estaban realizados de manera casera ( por tanto son IED ) , tal

y

como haría un terrorista , en una primera fase los trabajos del personal cualiﬁcado

trabajos del personal cualiﬁcado se centraron en el aprendi - zaje del relleno óptimo

y

la distribución homogénea del explosivo dentro del artefacto . Este paso es crucial

, el primero de una semana de duración en el mes de mayo de 2013 ,

y

un segundo de 2 semanas de duración en el mes de noviembre de 2013 .

geometrías de los proyectiles antes del impacto ( necesidad de un recuperador ) ,

y

el tamaño y características de los impactos producidos ( ﬁg . 2D ) .

los proyectiles antes del impacto ( necesidad de un recuperador ) , y el tamaño

y

características de los impactos producidos ( ﬁg . 2D ) . 3 . 1

construidos con una carcasa o tubo de acero , rellenos de un explosivo plástico

y

coronados por unos dis - cos de cobre con diferentes curvaturas y profundidades variables

explosivo plástico y coronados por unos dis - cos de cobre con diferentes curvaturas

y

profundidades variables para cada ensayo ( ﬁg . 3 ) . La carcasa es fundamental

. 3 ) . La carcasa es fundamental pues produce un conﬁnamiento del explosivo ,

y

por consiguiente de los gases de expansión de la detonación , aumentando la presión

y

por ende la energía transmitida al disco o liner . Para los ensayos se utilizó

. El explosivo uti - lizado fue PG - 2 , explosivo de uso militar

y

comercializado por la empresa española Expal . Dicho explosivo está formado en

la empresa española Expal . Dicho explosivo está formado en un 85 % por RDX

y

un 15 % de aglutinante , la densidad es de 1 . 450 kg /

15 % de aglutinante , la densidad es de 1 . 450 kg / m3

y

± la velocidad de detonación es 8 . 000 m / s [ 25 ]

s [ 25 ] . La decisión de usar un explosivo plástico de uso comercial

y

no un explosivo casero , tipo ANFO , viene determinada por las condiciones de seguridad

El PG - 2 presenta unas excelen - tes propiedades adhesivas , no es tóxico

y

permite moldearlo para adaptarse a la geometría requerida , en este caso superﬁcies

3 ) . Mención aparte merece el liner , que fue construido de manera cóncava

y

de cobre debido a que reúne las características indicadas en el apar - tado 2

por las células terroristas ya que es un material común , relativamente asequible

y

fácilmente moldeable . Como se puede deducir de la ﬁgura 3 , el diámetro del

sin embargo 3 conﬁguraciones diferentes fueron ensayadas con relación a la curvatura

y

profundi - dad máxima del mismo : 6 , 2 mm ; 13 , 6

- dad máxima del mismo : 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm

y

ﬁnalmente 16 , 6 mm . Estas 3 profundidades de curvatura fueron elegidas durante

, debido a que son diámetros suﬁcientes para producir un da˜no signiﬁcativo

y

ade - más no conducen a la fragmentación del proyectil o slug [ 10 ]

guarda una relación aproximadamente igual a 0 , 8 veces el valor del diámetro ,

y

por tanto , el frente de onda inci - dirá en el disco de manera óptima

3 . 2 . Velocidades de vuelo e impacto Las velocidades de vuelo

y

las velocidades antes del impacto se obtuvieron por 2 medios diferentes : grabación

se obtuvieron por 2 medios diferentes : grabación con cámaras de alta velocidad

y

medición por láminas de cortocircuito o « velocity screens » . Son láminas con

se encontraba a una distancia de unos 5 , 0 m ( d2 ) ,

y

que es la misma distancia donde se colocó la placa de acero para los ensayos

los IED - EFP ( 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm ;

y

16 , 6 mm ) dando un total de 9 ensayos ( tabla 2 )

1 . 184 m / s para el EFP de 16 , 6 mm ,

y

1 . 404 m / s para el EFP de 6 , 2 mm .

sin que presen - ten deformación alguna por impacto , a unas velocidades entre 3

y

4 veces superiores a la del sonido . 3 . 3 . Geometrías preimpacto

recuperación de proyectiles , creado con 4 materiales diferentes con diversos tama˜nos

y

longitudes , capaz de detenerlos en un espacio inferior a los 10 m ( DR

espacio inferior a los 10 m ( DR ) , evitando su fuga al exterior

y

manteniendo intacta la geometría preimpacto del proyectil ( ﬁg . 4 ) . En los

4 ) . En los ensayos realizados con los discos de 13 , 6 mm

y

16 , 6 mm , todos los proyec - tiles se recuperaron sin deformación .

de las geometrías de los proyectiles serán los puntos más anchos de los mismos

y

marcados como P1 y P2 en la ﬁgura 5 . En ella se detallan los

de los proyectiles serán los puntos más anchos de los mismos y marcados como P1

y

P2 en la ﬁgura 5 . En ella se detallan los ejes de cálculo locales

e y , sobre los que se han calculado el ancho máximo de cada proyectil

y

su altura correspondiente desde la punta del mismo . Para el EFP de 13 ,

3 . 2 , la placa de acero de × 600 mm de lado ,

y

que simula el blin - 30 mm de espesor y de 600 daje que puede

600 mm de lado , y que simula el blin - 30 mm de espesor

y

de 600 daje que puede llevar un vehículo común utilizado en las zonas de conﬂicto

el de 6 , 2 mm , 2 para el de 13 , 6 mm

y

otros 3 para el de 16 , 6 mm , resultando en un total de

DYNA® de los IED - EFP , según las conﬁguraciones iniciales de los artefactos

y

los materiales empleados en ellos . En este trabajo se ha utilizado un modelo 2

conﬁguración debido a las características geométricas de los IED - EFP ( simetría )

y

por la gran precisión de este tipo de formulación para tiempos muy cortos de computación

menos de un minuto en un procesador i7 - 3610QM a 2 , 30 GHz

y

6 GB de RAM , mientras que el uso de la formulación ALE nos obli

hasta un máximo de 0 , 3 o 0 , 5 m [ 8 ]

y

con el mismo procesador las simulaciones se irían hasta los 40 o 45 min .

de las partes que componen el IED - EFP , tubo de acero , explosivo

y

liner , se han utilizado ele - mentos de 4 nodos básicamente cuadrados con un

ﬁelmente posible el comportamiento del disco en su proceso de formación en proyectil

y

su posterior impacto en el objetivo . Siguiendo la misma idea y tama˜no de malla

formación en proyectil y su posterior impacto en el objetivo . Siguiendo la misma idea

y

tama˜no de malla , se ha mallado la plancha de acero donde impactará el proyectil

incluido en el modelo , dado que aumenta el número de componentes del mismo ,

y

por tanto , su complejidad y diﬁcultad [ 2 , 4 , 8 , 9 ,

dado que aumenta el número de componentes del mismo , y por tanto , su complejidad

y

diﬁcultad [ 2 , 4 , 8 , 9 , 11 ] . Sin embargo esto

, que no requiere de ecuación de estado para su aplicación [ 26 ] ,

y

la segunda , que el número de datos a emplear para deﬁnir el material son pocos

y

fácilmente accesibles . Las propiedades que se han de utilizar en el modelo para

( cid : 4 ) y ) 275 1 , 042 × 109 Pa

y

el alargamiento en rotura ( εR ) 0 , 15 . El explosivo utilizado

εR ) 0 , 15 . El explosivo utilizado fue el PG - 2

y

se ha modelizado con el material tipo High Explosive Burn o modelo material número

necesarios para deﬁnir este modelo son la densidad , la velocidad de detonación

y

la presión de detona - ción o presión en el estado Chapman - Jouguet más

cada EFP , de curva - turas 6 , 2 ; 13 , 6 ;

y

16 , 6 mm que condicionan el volumen de carga disponible , dependerá de la

por el « bombmaker » en cada caso . Una vez conocida la masa cargada

y

el volumen para cada EFP , se calcula su densidad . La presión CJ y

y el volumen para cada EFP , se calcula su densidad . La presión CJ

y

velocidad de deto - nación se han evaluado con el código termodinámico , W -

- Detcom [ 30 ] , el cual permite el cálculo de estados de detonación

y

com - bustión , así como la expansión posterior de los gases , en función

, así como la expansión posterior de los gases , en función de la composición

y

densidad del explosivo . Para ello se ha uti - lizado una densidad tipo para

ecuación de estado ( EOS ) que deﬁna el compor - tamiento de la detonación

y

expansión del explosivo en relación con su presión - volumen - energía . Para

la presión de los gases de detonación como función del volumen relativo ( V )

y

la energía interna ( E ) : donde A , B , R1 ,

energía interna ( E ) : donde A , B , R1 , R2

y

son constantes a determinar de manera expe - rimental , siendo la metodología más

el ensayo del cilindro . Mientras que 0 es el ratio entre la densidad actual

y

la inicial . Finalmente E es la energía interna por unidad de volu - men

interna por unidad de volu - men calculada a través de la energía de Gurney

y

la energía total disponible ( E0 ) . En la actualidad no existe un conjunto

la JWL del PG - 2 debido a su uso regional casi exclusivo para Espa˜na

y

al alto coste de la experimentación ( ensayos de cilindro ) necesaria para ello

puede trabajar en 2 vías : la primera calcular el equivalente TNT del PG - 2

y

usar su JWL o la segunda que consiste en utilizar la JWL de un explosivo de

explosivo de similares características a las PG - 2 , en cuanto a la detonación

y

productos generados durante la misma . En este trabajo se ha optado por la segunda

/ s ) y × 109 Pa ) presión extraídos de Wang [ 32 ]

y

Børvik et al . [ 33 ] . En cuanto al disco de cobre

metálicos sometidos a grandes deformaciones , a altas velocidades de deformación

y

altas tempera - turas [ 15 , 34 ] . La ecuación que rige el

ε · P ) : donde AJC , BJC , C , N ,

y

M son las constantes empíricas que determinan ε · el comportamiento del material

. Siendo P la velocidad de defor - mación plástica efectiva ( s−1 ) ,

y

0 la velocidad de deformación de referencia deﬁnida en el test cuasiestático

deﬁnida en el test cuasiestático usado para determinar los parámetros AJC , BJC

y

N del modelo JC ( depende de las unidades en las que estemos trabajando ,

el segundo corresponde a la componente de viscosidad debido a la velocidad de deformación

y

el tercer grupo de la ecuación 2 corresponde al efecto de la temperatura . Mientras

el valor medio de diferentes test sobre cobre para un amplio rango de temperaturas

y

velocidades de deformación . Los datos utilizados en el modelo se han extraído

utilizados en el modelo se han extraído de la bibliografía original de Johnson

y

Cook [ 34 ] y se encuentran en la tabla 5 . Sin embargo , este modelo

modelo se han extraído de la bibliografía original de Johnson y Cook [ 34 ]

y

se encuentran en la tabla 5 . Sin embargo , este modelo requiere de la utilización

cambios de presión que tienen lugar en el material con respecto al volumen especiﬁco

y

la energía interna , siendo la más común la EOS Gruneisen [ 6 , 10

de ajuste de la ecuación de choque Hugoniot en función de la velocidad de choque

y

velocidad de partículas para el cobre introducidos son C0 = 3 . 910 m /

describan el comportamiento de la plancha de acero objetivo de impacto del proyectil

y

en caso necesario su correspondiente EOS . Para ello es importante entender que las

dependiente de la velocidad de deformación . Dicha velocidad depende del modelo de Cowper

y

Symonds que escala la tensión efectiva según un factor que varía según la deformación

la tensión efectiva según un factor que varía según la deformación plástica

y

unos parámetros C y D de dicho modelo [ 39 ] . Además , no

según un factor que varía según la deformación plástica y unos parámetros C

y

D de dicho modelo [ 39 ] . Además , no requiere de EOS ,

y

también , los datos a introducir son pocos y fácilmente accesibles , siendo los

, no requiere de EOS , y también , los datos a introducir son pocos

y

fácilmente accesibles , siendo los mismos que los introducidos en el Piecewise Linear

del todo realista [ 8 , 40 ] . El segundo modelo empleado es el JC

y

ha sido explicado en detalle con anterioridad . En este caso , los parámetros empleados

acero S - 275 Espa˜nol , pues como se ha dicho este modelo es empírico

y

nadie ha obtenido aún los parámetros de dicho acero ( tabla 6 ) . Los

tienen que deﬁnirse explícitamente . En este caso , para el contacto entre el liner

y

el tubo de acero se ha utilizado el módulo 2D - Automatic - Surface -

de LS - DYNA® . Los con - tactos entre tubo de acero - explosivo

y

entre explosivo - liner no hace falta deﬁnirlos ya que los nodos de contacto son

han de deﬁnir los contactos entre el liner ( una vez conformado el proyectil )

y

la plancha de acero . En este caso se deﬁ - nen , nuevamente ,

de erosión extra con el ﬁn de ayudar al modelo material a eliminar elementos ,

y

así ajustar el modelo , pero solo en el caso del material JC . Se

igual a 0 , 8 [ 17 , 24 ] . 5 . Análisis

y

discusión de resultados Para realizar la pertinente calibración y veriﬁcar la

. Análisis y discusión de resultados Para realizar la pertinente calibración

y

veriﬁcar la ﬁabilidad de los modelos numéricos generados , los resultados obtenidos

geometrías presentes en los ensayos : 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm

y

ﬁnalmente 16 , 6 mm . Con una sola línea de iniciación , 3

choque generada incide sobre el disco de cobre de manera aproximadamente plana , tal

y

como debe ocurrir en la rea - lidad . Dicha onda de choque , al

- lidad . Dicha onda de choque , al incidir sobre el disco de cobre

y

por efecto de las elevadas presiones generadas , provoca la deformación plástica

de 2 , 6 x 1010 Pa ; este valor está en conso - nancia

y

dentro del rango de valores de presión PCJ del explosivo ( presión que no se

ningún caso durante la expan - sión ) que oscilan entre los 2 , 1

y

2 , 6 . El proyectil que se genera es acelerado en cuestión de microse

D se debe a que la malla del explo - sivo tiene una alta deformación

y

no permite una buena visión de los demás materiales . Además , para evitar errores

. 5 . 1 . Resultados de la velocidad del proyectil durante el vuelo

y

preimpacto Se puede observar cómo el valor simulado de la velocidad de vuelo obtenido

que los datos de la simu - lación se corresponden con los datos experimentales ,

y

por tanto , se puede conﬁar en esta conﬁguración para la posterior simulación

que se suele considerar de conﬁanza en ingeniería dado el número de variables

y

condicionantes que forman parte del proceso de simulación y de la toma de datos

número de variables y condicionantes que forman parte del proceso de simulación

y

de la toma de datos reales . Por tanto , los datos aportados por el modelo

empleado un modelo de tipo lagrangiano , donde el aire que existe entre el EFP

y

la plancha objetivo no ha sido incluido en el modelo , los valores de velocidades

objetivo no ha sido incluido en el modelo , los valores de velocidades entre d1

y

d2 deberían ser los mismos , pues no existe el efecto de frenado por rozamiento

los valores obtenidos de manera real ( tabla 3 ) en las velocidades entre d1

y

d2 . Por tanto , los peque˜nos cambios en la velocidad que se producen en la

los peque˜nos cambios en la velocidad que se producen en la simulación son única

y

exclusivamente achacables a los cálculos numéricos en cada una de las iteraciones

reales , dentro de un margen de conﬁanza . Figura 7 . Proyectiles preimpacto

y

postimpacto en función del material usado para deﬁnir la plancha . Por ﬁlas

, el impacto en una plancha deﬁnida con el modelo de material Johnson - Cook

y

ﬁnalmente una plancha deﬁnida con el modelo de material Plastic - Kinematic .

concuerda con ± el valor medio desviación típica en 2 de los 3 casos ,

y

por tanto y desde un punto de vista estadístico , no se puede decir que el

± el valor medio desviación típica en 2 de los 3 casos , y por tanto

y

desde un punto de vista estadístico , no se puede decir que el valor del

embargo , en el modelo de material PK el valor obtenido es bastante inferior ,

y

aunque dentro del rango óptimo , subestima la penetra - ción producida . Asimismo

) . Así , la desviación en el radio es del 4 , 4 %

y

por tanto , seguimos en un rango de valores más que aceptable . Para la simu

los datos reales pero siempre en el rango inferior de los mismos ( tablas 3

y

8 ) . Al igual que pasaba en la conﬁguración de 6 , 2 mm

3 ) . Al igual que pasaba en la conﬁguración de 6 , 2 mm

y

de 13 , 6 mm , es posible observar que la deformación producida por el

penetración en blindajes de 30 mm . Esta capacidad de penetración va asociada al tama˜no

y

características del proyectil , así como a la velocidad a la que se mueve el

de 6 , 2 mm , de lo que se deduce que para estos materiales

y

tama˜nos la velocidad no será el hecho diferenciador en sus características como

hecho diferenciador en sus características como armas . Sin embargo , los de 13 , 6

y

16 , 6 mm sí que producen la penetración total de dichos blindajes . Por otra parte

el diámetro de los proyectiles disminuye según la curvatura del liner aumenta ,

y

por ende , los diámetros de los impactos produ - cidos . Este fenómeno se

Conclusiones En función de los resultados obtenidos en las simulaciones numéricas

y

los ensayos de vuelo , recuperación y penetración de los 3 tipos de IED -

resultados obtenidos en las simulaciones numéricas y los ensayos de vuelo , recuperación

y

penetración de los 3 tipos de IED - EFP , las conclusiones que podemos extraer

son las siguientes : - Se presenta por primera vez una batería de ensayos

y

simula - ciones de artefactos explosivos improvisados creados de manera artesanal

reproducir el comportamiento de los IED - EFP existentes en las zonas de conﬂicto ,

y

que como se ha visto en los ensayos pueden llegar a perforar blindajes de ,

Se ha comprobado experimentalmente que los IED - EFP con mayores curvaturas 13 , 6

y

16 , 6 mm , producen impactos con penetración total a unas velocidades en torno

penetraciones a pesar de que los proyectiles generados tienen algo más de velocidad

y

diámetro . - Aunque es difícil de simular el proceso completo de forma -

- Aunque es difícil de simular el proceso completo de forma - ción , vuelo

y

penetración de un IED - EFP , en este trabajo se han conseguido reproducir los

de modelos como los aquí desarrollados son muy importantes para optimizar costes

y

reducir tiempo en investiga - ción y desarrollo de soluciones , para la neutralización

desarrollados son muy importantes para optimizar costes y reducir tiempo en investiga - ción

y

desarrollo de soluciones , para la neutralización y mitigación de los efectos de

tiempo en investiga - ción y desarrollo de soluciones , para la neutralización

y

mitigación de los efectos de estas amenazas , que puedan salvar muchas vidas en

el Centro de Excelencia Contra Artefactos Explosivos Improvisados ( C - IED COE )

y

la Orga - nización del Tratado del Atlántico Norte ( OTAN ) . Además ,

del Grupo de Explosivos de la E . T . S . I . Minas

y

Energía de la Universidad Politécnica de Madrid . Los ensa - yos se han realizado

Los ensa - yos se han realizado en el Instituto Tecnológico Militar ( ITM )

y

su ayuda siempre será reconocida . Las opiniones vertidas por los autores no tienen

expuestos a temperaturas elevadas , basado en el análisis de la transferencia de masa

y

energía en medios porosos multifase . El modelo ha sido estructurado de tal forma

resultados de las predicciones . Se han validado los resultados de la simulación

y

se ha evidenciado que el modelo de cálculo es capaz de reproducir , con un

el modelo de cálculo es capaz de reproducir , con un alto grado de ﬁabilidad

y

precisión , la evolución de las temperaturas en el hormigón como resultado de

tipos de desconchamiento : de superﬁcie , de los áridos , de esquina , explosivo

y

postenfriamiento . De todos estos , el desconchamiento explosivo es el que más afecta

calentamiento del hormigón se produce un incremento de la presión en los poros

y

un deterioro del material como consecuencia de los esfuerzos térmicos . A partir

ﬁn de poder describir el comportamiento del agua ( tanto capilar como absorbida )

y

del vapor dentro de todo el rango de temperaturas y presiones pre - sentes en

tanto capilar como absorbida ) y del vapor dentro de todo el rango de temperaturas

y

presiones pre - sentes en el hormigón sometido al ataque térmico . Varios autores

del hormigón como consecuencia del ataque térmico . Sin embargo , los resultados

y

los dispositivos de ensayo analizados por la literatura [ 19 , 20 ] evidencian la

literatura [ 19 , 20 ] evidencian la impor - tancia de la preparación experimental

y

de la conﬁguración del dispositivo utilizado en la medición de la presión de

empleado técnicas de calorimetría de pérdida de masa para evaluar los mecanismos

y

la velocidad de expulsión de la humedad en el hormigón sometido al ataque térmico

desarrollado se inspira en el modelo hidrotérmico simpliﬁcado propuesto por Dwaikat

y

Kodur [ 11 ] . Este modelo , basado en los principios de la mecánica

[ 11 ] . Este modelo , basado en los principios de la mecánica estructural

y

la termodiná - mica , utiliza las ecuaciones de conservación de la masa y la

estructural y la termodiná - mica , utiliza las ecuaciones de conservación de la masa

y

la energía para predecir la presión de los poros . Presenta la ventaja de que

existentes . En el modelo propuesto se han revisado todas las asunciones iniciales

y

se han propuesto correcciones de tal forma que el nuevo modelo tiene en cuenta consideraciones

crítico , efectos de la adición de ﬁbras de polipropileno sobre la porosidad

y

la permeabilidad , efecto de la edad del hormigón en el grado de hidratación )

en el cual los poros están rellenos parcialmente por una fase líquida ( agua )

y

por una fase gaseosa constituida solamente por vapor de agua . Para simpliﬁcar

Las ecuaciones de conservación de la masa pueden expresarse como donde mL

y

mV son las masas de agua líquida y de vapor de agua por unidad de

pueden expresarse como donde mL y mV son las masas de agua líquida

y

de vapor de agua por unidad de volumen ; ( cid : 3 ) L→V

resul - de volumen ; tado de la deshidratación del cemento por unidad de volumen

y

tiempo , y JV es el ﬂujo de masa de vapor de agua que atraviesa

volumen ; tado de la deshidratación del cemento por unidad de volumen y tiempo ,

y

JV es el ﬂujo de masa de vapor de agua que atraviesa el hor -

el hor - migón . Asumimos que toda el agua que se evapora se condensa

y

, para el caso unidimensional , JV puede relacionarse con el gradiente de presión

ley de Darcy mediante la expresión : donde PV es la presión de vapor

y

( cid : 4 ) V es el coeﬁciente de permeabi - lidad de Darcy

de agua ; KrV es la permeabilidad relativa al vapor de agua del hormigón ,

y

( cid : 3 ) V es el coeﬁciente de viscosidad dinámica del vapor de

es el coeﬁciente de viscosidad dinámica del vapor de agua . Las masas de agua

y

de vapor de agua presentes en el hormigón han sido consideradas en el modelo como

L es la densidad del agua líquida ; SL es la saturación de líquido ,

y

( cid : 5 ) V es la densidad del vapor de agua .

se iguala a la crítica ( cid : 5 ) Crit = 322kg / m3

y

se comporta como un ﬂuido supercrítico [ 26 ] . El modelo utiliza la

modelo utiliza la saturación de líquido en función de la presión capilar ( Pc )

y

la temperatura ( T ) para estimar el contenido de agua líquida SL = e

de agua líquida SL = e − donde ML es la masa molar del agua

y

R es la constante universal de los gases . La presión capilar puede expresarse ,

ble describir el comportamiento del agua dentro de todo el rango de temperaturas

y

presiones presentes en los poros del hormigón , tanto para el agua capilar como

del vapor ; fASat es la fuga - cidad de saturación del agua adsorbida ,

y

fVSat es la fugacidad de saturación del vapor , que pueden entenderse como pseudopresio

En el caso del vapor de agua , el coeﬁciente para el rango de temperaturas

y

presiones estudiadas sigue siendo próximo a 1 y , por tanto , puede asumirse que

coeﬁciente para el rango de temperaturas y presiones estudiadas sigue siendo próximo a 1

y

, por tanto , puede asumirse que el comportamiento del vapor del agua es ideal .

de las formulaciones de la IAPWS [ 27 ] Sumando las ecuaciones ( 1 )

y

( 2 ) y sustituyendo las expresiones descritas más arriba se obtiene la siguiente

la IAPWS [ 27 ] Sumando las ecuaciones ( 1 ) y ( 2 )

y

sustituyendo las expresiones descritas más arriba se obtiene la siguiente expresión

la regla de la cadena , las derivadas de la porosidad en función del tiempo

y

la derivada de la densidad de agua líquida son : Análogamente , la derivada

de agua como resultado de la deshi - dratación del cemento por unidad de volumen

y

tiempo ˙D puede calcularse como : donde mD es la masa de agua líquida

la deshi - dratación . Sustituyendo las ecuaciones ( 18 ) , ( 19 )

y

( 20 ) en ( 14 ) , se obtiene : Y agrupando términos

19 ) y ( 20 ) en ( 14 ) , se obtiene :

Y

agrupando términos para facilitar el planteamiento del esquema de solución por

del hormigón ; Cp es el calor especíﬁco ; kx es la conductividad térmica ,

y

Q es la fuente de calor externa . A efectos del modelo , la

de calor externa . A efectos del modelo , la aportación del calor latente

y

el calor de hidratación / deshidratación se tienen en cuenta en la expresión del

utilizando una diferen - cia progresiva de primer orden para la derivada temporal

y

una de las temperaturas obtenidos de las ecuaciones anteriores . Trans - formando

ecuación en derivadas parciales mediante el método explícito de diferencias ﬁnitas

y

agrupando térmicos , la ecuación ( 22 ) puede expresarse como : Conocido el

a partir de la expresión recurrente anterior . Las fronte - ras x = 0

y

x = L , T j L deberán calcularse a partir de las condiciones de

- nes de diversas curvas de incendio conocidas por la ecuación ( 27 ) ,

y

una condición de radiación y convección para el caso general de un quemador ,

de incendio conocidas por la ecuación ( 27 ) , y una condición de radiación

y

convección para el caso general de un quemador , según la ecuación ( 28 )

T0 ) donde ( cid : 6 ) 0 es la porosidad inicial del hormigón

y

˛ es un parámetro que depende de la naturaleza de los áridos [ 31 ]

por la IAPWS [ 26 ] . La densidad de vapor depende de la temperatura

y

de la presión . Para temperaturas altas y presiones relativamente bajas , y asumiendo

densidad de vapor depende de la temperatura y de la presión . Para temperaturas altas

y

presiones relativamente bajas , y asumiendo que el vapor de agua se comporta como

temperatura y de la presión . Para temperaturas altas y presiones relativamente bajas ,

y

asumiendo que el vapor de agua se comporta como un gas ideal , la densidad

según [ 31 ] : donde Tcool es la temperatura ambiental en el lado frío

y

hcool es el coeﬁciente de convección de este lado . De manera análoga al

es la permeabilidad del gas inicial ; P0 es la presión atmos - férica ,

y

CT es un coeﬁciente que tiene en cuenta el incremento de la permeabilidad a elevadas

siendo mcem el contenido de cemento por metro cúbico de hormi - gón ,

y

edad , la edad del hormigón en días . 3 . Validación del modelo

◦C . El modelo se valida con 2 ensayos de hormigón sin ﬁbras de polipropileno

y

otros dos con 3 kg / m3 de contenido de ﬁbras . Se han introducido

contenido de ﬁbras . Se han introducido en el modelo las condiciones iniciales

y

de frontera , que se reﬂejan en la tabla 1 . Como condición de frontera térmica

han obtenido con el modelo ( M ) en los ensayos sin ﬁbras ( E1

y

E2 ) [ 18 ] a las profundidades de 10 , 20 , 30 ,

) [ 18 ] a las profundidades de 10 , 20 , 30 , 40

y

50 mm . Como puede apreciarse en la ﬁgura , los resultados obtenidos por el

adecuadamente con los valores experimentales , tanto los valores de las presiones máximas

y

los intervalos de tiempo a que se producen , como la tendencia general del comportamiento

En cambio , el modelo no calcula con la misma precisión en las profundidades de 10

y

50 mm . Se obtienen unos resultados similares en el caso del hormigón con 3

de variación de la permeabilidad del hormigón en fun - ción de la temperatura

y

de la presión de poros no se ha estudiado del todo y , en parte

de la temperatura y de la presión de poros no se ha estudiado del todo

y

, en parte , a las simpliﬁcaciones realizadas en el modelo , como la consideración

el agua líquida solo se mueve en el hormigón por efecto de la evaporación

y

de la condensación en las zonas más frías . Es necesario tener en cuenta también

de la validación del modelo considerando el hormigón con 3 kg / m3 de ﬁbras

y

sin ﬁbras con respecto a los ensayos experimentales de Kalifa [ 18 ] , al modelo

ensayos experimentales de Kalifa [ 18 ] , al modelo de Gawin [ 34 ]

y

al modelo de Di Capua [ 35 ] . Puede observarse una buena aproximación del

Puede observarse una buena aproximación del modelo a los resultados experimentales

y

de los demás modelos considerados . 4 . Conclusiones Tras analizar los resultados

presentado en este trabajo , se ha podido con - trastar que las simpliﬁcaciones

y

las asunciones realizadas no han perjudicado los resultados de las simulaciones ,

modelos similares . En ese sentido , se han podido reducir los tiempos de cómputo

y

se han obtenido tiempos de simulación en torno a los 3 , 5 s de

a los 3 , 5 s de media para simula - ciones de 180 min

y

elementos de 12 cm de espesor . Por otra parte , la inclusión en el modelo

simular todo el rango de temperaturas que el hormigón puede soportar en un incendio ,

y

en las ecuaciones de balance se ha incorporado la masa de agua que se produce

Mejora de la Resistencia Mecánica frente al Fuego de Hormigones Autocompactantes

y

de Alta Resistencia » , a IECA por el proyecto « Análisis de parámetros asociados

parámetros asociados a la ocurren - cia de spalling en hormigones de alta resistencia »

y

al Ministerio de Economía y Competitividad por la subvención BIA2012 - 37890 otorgada

cia de spalling en hormigones de alta resistencia » y al Ministerio de Economía

y

Competitividad por la subvención BIA2012 - 37890 otorgada por el proyecto « PYRODESIGN

otorgada por el proyecto « PYRODESIGN – Modelado de los pará - metros térmicos

y

cinéticos para la caracterización de la reacción al fuego de materiales » ﬁnanciado

arteria secundaria para el paso de un balón de inﬂado ( « kissing » )

y

« culotte » . Para ello se ha utilizado la geometría ideal de una bifurcación

Para ello se ha utilizado la geometría ideal de una bifurcación coronaria a 45

y

90◦ . En primer lugar se simularon los modelos en régimen estacionario mediante

los modelos en régimen estacionario mediante el código comercial ANSYS Fluent ,

y

a continuación se validaron con las medidas experimentales tomadas en el laboratorio

comparar las diferentes técnicas en este régimen fueron los esfuer - zos cortantes

y

la caída de presión promediados en el tiempo , así como el índice de esfuerzos

stent simple presenta los peores resultados , en términos de caída de presión ,

y

la técnica « kissing » , los mejores . Esto sería aplicable a los stents

en el valor menor de los esfuerzos cortantes ( < 0 , 4 Pa )

y

un OSI elevado ( > 0 , 1 ) , la técnica « culotte »

gran interés hoy en día , debido al desarrollo creciente de episodios cardiacos

y

al mayor número de accidentes cardiovasculares que se están sucediendo en las últimas

los vasos , también denominado estenosis , puede reducir el ﬂujo de forma severa

y

ocasionar graves conse - cuencias para la salud , como demuestran las cifras que

existe una correlación entre el valor bajo de los esfuerzos cortantes en la pared

y

el engrosamiento de la misma , aunque hay una cierta discrepancia en los resultados

Numerosos estudios han observado una relación inversa entre el esfuerzo cortante

y

el espesor neointimal en las arterias coronarias [ 5 ] . Por otro lado , no solo

coincidir con el engrosamiento temprano de la pared de la arteria carótida [ 6 ]

y

de la aorta abdominal [ 7 ] . Estos efectos locales tienen su origen en

placa aterosclerótica en ubicaciones especíﬁcas tales como las bifurcaciones

y

las arterias curvadas , razón por la cual se ha llevado a cabo este estudio

de consecuencias no deseadas . Se habla de una incidencia global del 28 % ,

y

la causa principal de su aparición es la proliferación neointimal a través de

extra˜no . Se ha propuesto un modelo simpliﬁcado para el crecimiento neointimal

y

el cambio en los parámetros dinámicos del ﬂuido en el tiempo tras el implante

también numerosos estudios que demuestran la relación entre el dise˜no del stent

y

la estrategia de su implante con el valor de los esfuerzos cortantes y la formación

del stent y la estrategia de su implante con el valor de los esfuerzos cortantes

y

la formación de trombosis neointimal , reendotelización y reestenosis . Se plantea

los esfuerzos cortantes y la formación de trombosis neointimal , reendotelización

y

reestenosis . Se plantea una situación crítica cuando las lesiones ateroscleróticas

] . También se han estudiado los esfuerzos mecánicos en la pared arterial antes

y

después del inﬂado de un balón en el uso de la técnica « kissing »

stents [ 12 – 20 ] , ninguno de ellos contiene un estudio comparativo teórico

y

experimental de las diferentes técni - cas de implante de stent en una bifurcación

gran utilidad si se quiere realizar un inﬂado poststent ( « kissing » ) ,

y

la técnica « culotte » . En esta última , tras desplegar el stent en

rama principal , un segundo stent avanza parcialmente a través de la rama lateral

y

se expande en ella , de tal manera que la parte proximal de este segundo

. Estas técnicas de implante se han evaluado para bifurcaciones coronarias de 45

y

90◦ , con una ratio de diámetro de rama secunda - ria a principal de

bifurca - ción con 3 diferentes ratios : 1 , 0 , 0 , 8

y

0 , 6 , que llegó a la conclusión de que , cuanto mayor era

numéricas en régimen estacionario utilizando el código comercial ANSYS Fluent ,

y

los resultados obtenidos se compararon con las medidas expe - rimentales desarrolladas

el índice de esfuerzos cortantes oscilatorios ( oscillatory shear index [ OSI ] )

y

la caída de presión en la bifurcación . En la sección 2 se expone

en la bifurcación . En la sección 2 se expone el procedimiento experimental ,

y

en la sección 3 se describe la simulación numérica . Los resultados obte - nidos

simulación numérica . Los resultados obte - nidos se discuten en la sección 4 ,

y

las conclusiones se resumen en la sección 5 . 2 . Estudio experimental

ﬂuorescentes de polímero que se introdujeron en el ﬂuido eran de 1 - 20 m

y

el equipo de PIV utilizado era un modelo Dantec FlowMap con láser Nd : YAG

de la técnica « culotte » de implante de stent en una bifurcación de 90◦

y

un mapa de velocidades en el plano medio . Se utilizó una malla de poliedros

cabo un estudio de sensibilidad de los resul - tados al tama˜no de la celda

y

, ﬁnalmente , se optó por el tama˜no de 3 a 5 millones , en

considera que la arteria presenta una estenosis con necesidad de angioplastia reparadora

y

stent a modo de andamiaje . Por tanto , el ateroma que recubre la íntima conﬁere

( 2014 ) [ 22 ] han realizado un estudio comparativo entre la pared ﬂexible

y

la pared rígida de una arteria en que se había colocado un stent . Los

- mediados en el tiempo inferiores a 0 , 4 Pa oscilaba entre el 1

y

el 1 , 5 % , dependiendo del tipo de stent . Todas estas conclusiones

, con una viscosidad cinemá - tica = 3 , 72× 10−6 m2 / s

y

una densidad = 1 . 099 , 3 kg / m3 ( número de Reynolds

equi - valentes a las que tenían los experimentos para el régimen estacionario ,

y

se utilizó un perﬁl de velocidad tipo Womersley , con una velocidad media de 0

estacionario para cada uno de los 2 ángulos de bifurcación estudiados , de 45

y

90◦ . Tres de ellos tenían uno o 2 stents implantados , dependiendo de la

implantados , dependiendo de la técnica analizada . El cuarto no constaba de stent

y

se utilizó como caso base representativo de una bifurcación coronaria sana . Las

es grande para una arteria coro - naria , facilita el manejo de los modelos

y

proporciona una mejor resolución experimental sin restar rigor al estudio , pues

cid : 2 ) vD / ( cid : 3 ) ) , donde v

y

D son la velocidad característica y el diámetro del vaso , respectivamente ; ,

( cid : 3 ) ) , donde v y D son la velocidad característica

y

el diámetro del vaso , respectivamente ; , la densi - dad , y ,

característica y el diámetro del vaso , respectivamente ; , la densi - dad ,

y

, la viscosidad dinámica del ﬂuido . La ﬁgura 1 muestra los modelos experimentales

viscosidad dinámica del ﬂuido . La ﬁgura 1 muestra los modelos experimentales para 45

y

90◦ . El ﬂuido de trabajo es una mezcla de glicerina ( 60 %

. El ﬂuido de trabajo es una mezcla de glicerina ( 60 % )

y

agua ( 40 % ) de propiedades similares a la de la sangre ( viscosidad

, con una longitud del stent de 54 , 28 mm para la rama principal

y

de 42 , 8 mm para la secunda - ria . El stent consta de

. El stent consta de alambres o struts de 0 , 045 mm de espesor

y

0 , 838 mm de longitud , que se unen formando celdas abiertas con

obtenidas en régimen estacionario para las diferen - tes bifurcaciones arteriales

y

técnicas de stent utilizadas ( tabla 1 ) . Se simularon 4 ciclos cardiacos con

estable . La ﬁgura 4 muestra la evolución temporal de la velocidad para el tercer

y

el cuarto ciclos en la técnica « culotte » para un ángulo de 45◦ en

. 4 . Resultados 4 . 1 . Régimen estacionario . Resultados numéricos

y

experimentales Los resultados que se muestran en esta sección se reﬁeren a la

se reﬁeren a la región ocupada por el stent en las diferentes conﬁguraciones

y

téc - nicas o , para el caso de la arteria sana exenta de stent

la arteria sana exenta de stent , a la región equivalente . Las ﬁguras 5

y

6 muestran los contornos de velocidad en el plano medio obtenidos de forma numérica

muestran los contornos de velocidad en el plano medio obtenidos de forma numérica

y

experimental . Puede observarse que el patrón de ﬂujo está más perturbado en

bifurcación a 45◦ ( ﬁg . 6 ) , donde se observa una peque˜na recirculación

y

una región de estan - camiento en la rama lateral y , por consiguiente , áreas

las simulaciones en régimen no estacionario . La comparación de las ﬁguras 5

y

6 permite concluir que el patrón de ﬂujo depende principalmente de la conﬁguración

ﬂujo depende principalmente de la conﬁguración geométrica de la bifurcación

y

no tanto de la técnica de implante de stent adoptada , especialmente para el ángulo

distorsionados en dicha zona . Sin embargo , la concordancia entre el estudio numérico

y

el experimental es razonablemente buena , lo cual puede interpre - tarse como una

régimen no estacionario . 4 . 2 . Simulaciones numéricas en régimen no estacionario

y

comparación de las diferentes técnicas de implante de stent Los parámetros que

, como cabía esperar . También puede apreciarse que , en ambos casos ( 45

y

90◦ ) , las dife - rencias en la pérdida de presión son pequeñas en

Se deﬁne de la manera siguiente : donde T es el período del pulso cardiaco

y

( cid : 4 ) w es el esfuerzo cortante en la pared proyectado en

stent en la rama lateral produce una peque˜na zona de recirculación del ﬂujo

y

un OSI elevado ( ﬁg . 11 ) . Esto puede explicar por qué las

la rama lateral . 5 . Conclusiones Se ha realizado un estudio numérico

y

experimental sobre la inﬂuencia de 3 técnicas de implante de stent en una bifurcación

stent sim - ple presenta los peores resultados en términos de caída de presión ,

y

la de « kissing » , los mejores . Este criterio podría aplicarse a los

las regiones de bajo esfuerzo cor - tante ( < 0 , 4 Pa )

y

OSI elevado ( > 0 , 1 ) , la técnica « culotte » ,

» , que cuenta con un mayor número de struts , presenta el peor comportamiento

y

, por consiguiente , incrementa el riesgo de sufrir reestenosis . La mejor opción

mayor caída de la presión , mientras que las regiones de bajo esfuerzo cortante

y

recirculación de ﬂujo se reducen en la pared proximal de la rama lateral .

modalidades : un único stent con un inﬂado posterior mediante la técnica « kissing »

y

una técnica más compleja con el uso de 2 stents . Y los resultados obte

« kissing » y una técnica más compleja con el uso de 2 stents .

Y

los resultados obte - nidos apuntan a la utilización de un único stent liberador

» es la mejor opción para los stents liberadores de fármacos . García Tejada

y

Albarrán [ 24 ] llegan a una conclusión similar . Por su parte , Erglis et

al . [ 25 ] informan de un amplio registro de resultados clínicos a corto

y

a largo plazo de pacientes que han sido sometidos al implante de stents convencionales

plazo de pacientes que han sido sometidos al implante de stents convencionales ( SC )

y

SLF a través de diferentes técnicas . Destacan los episodios cardiacos adversos

» , pero no « culotte » , ya que produce esfuerzos cortantes más bajos

y

ello parece ocasionar un mayor depósito de ateroma . Obviamente , las simulaciones

Agradecimientos Esta investigación ha sido ﬁnanciada por el Ministerio de Econo - mía

y

Competitividad del Gobierno de Espa˜na , a través del proyecto DPI2012 - 35524

Competitividad del Gobierno de Espa˜na , a través del proyecto DPI2012 - 35524 ,

y

con una ayuda de la Junta de Castilla y León ( GR57 ) .

del proyecto DPI2012 - 35524 , y con una ayuda de la Junta de Castilla

y

León ( GR57 ) . Caracterización de escorias de cobre de fundiciones

láser ( ADL ) , espectrometría infrarroja por transformadas de Fourier ( FTIR )

y

análisis termo - gravimétrico ( ATG ) . Las escorias de cobre estudiadas fueron

38 - 49 % ) que de Fe2O3 ( 18 - 37 % ) ,

y

con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % ) y Al2O3 (

) , y con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % )

y

Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralogía y estructura es variada ,

- 26 % ) y Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralogía

y

estructura es variada , presentando una de ellas una estructura amorfa y las tres

mineralogía y estructura es variada , presentando una de ellas una estructura amorfa

y

las tres restantes , una estructura cristalina con cierto carácter amorfo . Las

tes en las escorias de cobre son diópsido , fayalita , magnetita , cristobalita

y

clinoferrosilita . Los niveles de calcio indicarían que las escorias poseen propiedades

materiales de construcción . Además , la importante cantidad de escoria disponible

y

el contenido de CuO ( 0 , 6 - 1 , 2 % ) muestran

un residuo indus - trial perteneciente al grupo de las escorias no ferro - sas

y

es generada durante el proceso de producción de ánodos de cobre . Las fundiciones

producción de ánodos de cobre . Las fundiciones primarias modernas generan entre 2 , 2

y

3 ton de EC por cada tonelada de cobre producida ( Shi et al .

que en el Norte de Chile , particular - mente en las regiones de Coquimbo

y

Atacama , se establecieron numerosas fundiciones cercanas a los yacimientos mineros

depósitos abandonados desde entonces , causando efectos en el paisaje , en el suelo

y

agua , económicos e impacto social . La valorización de estos residuos puede traer

impacto social . La valorización de estos residuos puede traer beneficios económicos

y

medioambientales . Las EC modernas se comercializan en los sectores minería y construcción

económicos y medioambientales . Las EC modernas se comercializan en los sectores minería

y

construcción . En la construcción se utiliza prin - cipalmente como material de

construcción . En la construcción se utiliza prin - cipalmente como material de relleno

y

como mate - rial abrasivo ( Murari et al . , 2015 ) . En

reportan pocos estudios sobre caracteri - zación de EC antiguas ( Ros - Latienda

y

Fernández - Carrasquilla , 2013 ) y del uso de EC de vertederos antiguos como

zación de EC antiguas ( Ros - Latienda y Fernández - Carrasquilla , 2013 )

y

del uso de EC de vertederos antiguos como un material conglomerante ( Nazer et al

las pro - piedades cementantes de las EC en la fabricación de morteros ( Ariño

y

Mobasher , 1999 ; Tixier et al . , 1997 ; Taha et al .

de Rojas et al . , 2008 ; Nazer et al . , 2013 )

y

hormigones ( Al - Jabri et al . , 2011 ; Thomas and Gupta ,

metalúrgica . Diversos estudios proponen metodologías para la recuperación de Cu , Co

y

Zn ( Arslan y Arslan , 2002 ; Banza et al . , 2002 ;

Diversos estudios proponen metodologías para la recuperación de Cu , Co y Zn ( Arslan

y

Arslan , 2002 ; Banza et al . , 2002 ; Yang et al .

et al . , 2002 ; Yang et al . , 2010b ) , Cu

y

Co ( Rudnik et al . , 2009 ) , Si , Fe y Cu

Cu y Co ( Rudnik et al . , 2009 ) , Si , Fe

y

Cu ( Chen et al . , 2011 ) , Cu y Fe ( Cao

Si , Fe y Cu ( Chen et al . , 2011 ) , Cu

y

Fe ( Cao et al . , 2012 ) , Fe ( Kim et al

. , 2013 ; Li et al . , 2013 ) , Cu , Zn

y

Fe ( Nadirov et al . , 2013 ) y Cu ( Panda et al

) , Cu , Zn y Fe ( Nadirov et al . , 2013 )

y

Cu ( Panda et al . , 2015 ) , entre otros . La

La composición química de las EC varía con el tipo de horno usado ( Shi

y

Qian , 2000 ) , el proceso metalúrgico y la composición del concentrado ( Jun

tipo de horno usado ( Shi y Qian , 2000 ) , el proceso metalúrgico

y

la composición del concentrado ( Jun - wei , 2013 ) . Para tener una

luego hornos de reverbero en el cual cada horno contaba con su chimenea propia ,

y

otro tipo de horno de rever - bero en el que varios de estos hornos

que fluctuaban entre 68 - 70 % de cobre . Con la ter - cera

y

última fundición se conseguían barras con una pureza de entre el 98 - 99 %

siglo XIX en Chile , genera - ban EC que contenían entre 0 , 4

y

0 , 6 % de cobre , siendo la leña o el carbón mineral los

, 1884 ; Vicuña Mackenna , 1882 ) . Las EC pueden ser vertidas

y

enfriadas lenta - mente al aire , o pasar por un proceso de enfria -

de agua , mientras que las que son enfriadas con agua son amorfas , granuladas

y

con mayor capacidad de absorción ( Onuaguluchi , 2012 ) . Es frecuente encontrar

encontrar en las EC modernas altos contenidos de SiO2 ( 10 - 71 % )

y

FeO ( 0 , 7 - 62 % ) y los elementos químicos predomi -

10 - 71 % ) y FeO ( 0 , 7 - 62 % )

y

los elementos químicos predomi - nantes corresponden al Cu , Pb , Ni y Zn

) y los elementos químicos predomi - nantes corresponden al Cu , Pb , Ni

y

Zn . Sus fases mineralógicas forman principalmente fayalita y magnetita ( Piatak

al Cu , Pb , Ni y Zn . Sus fases mineralógicas forman principalmente fayalita

y

magnetita ( Piatak et al . , 2015 ) . Además algunas EC muestran un

mecánicas de materiales conglomerantes para su uso como material de construcción ( Choi

y

Lee , 2013 ; Khater , 2012 ) . Al respecto , Nazer et al

, Nazer et al . ( 2016 ) mostraron que las EC poseen propiedades puzolánicas

y

la influencia del contenido de CaO de dos EC chilenas del siglo XIX contribuye en

siglo XIX contribuye en la resistencia mecánica de morteros de cemento Portland

y

de morteros con EC activadas alcalina - mente ( Nazer et al . , 2016

( ATG ) , microscopía electrónica de barrido de emisión de campo ( FESEM )

y

análisis de difracción láser ( ADL ) . 2 . MATERIALES Y MÉTODOS

FESEM ) y análisis de difracción láser ( ADL ) . 2 . MATERIALES

Y

MÉTODOS 2 . 1 . Materiales Se caracterizaron 4 EC de vertederos de

Púquios ( EC - PQ ) , Canto del Agua ( EC - CA )

y

Nantoco ( EC - NT ) , nombres adoptados según la zona geográfica de su

( Nazer et al . , 2012 ) . 2 . 2 . Equipos

y

procedimientos 2 . 2 . 1 . Toma de muestras in situ La

con polvo u otras sustan - cias . Se practicaron 5 calicatas en el vertedero

y

desde cada una de ellas , se extrajo una cantidad de muestra que se depositó

homogenei - zarlas . Posteriormente , la muestra de cada escoria fue mezclada , cuarteada

y

almacenada para su molienda . 2 . 2 . 2 . Molienda de la

trituraron las EC de manera secuencial en 2 diferentes macha - cadoras : de mandíbula

y

de rodillo , hasta alcan - zar un tamaño medio de 35 μm . La

homogeneizó en un cortador de Riffle ( 32 ” x 1 / 2 ” )

y

alrededor de 2 kg de polvo de cada EC , se molieron posteriormente en los

, en el cual se introdujeron 60 bolas de alúmina de 18 mm de diámetro

y

500 g de esco - ria , con un tiempo de molienda 35 - 55

X ( DRX , Brucker AXS D8 Advance ) , usando radiación Kα de Cu

y

filtro de níquel , con voltaje de 40 kV e intensidad de corriente de 20

2θ = 5 - 70° , con un ángulo de paso de 0 , 02°

y

tiempo de paso de 2 s / paso . La variación de masa de la

55 ) . Para la determinación del residuo insoluble ( RI ) en ácido clorhídrico

y

en hidróxido de potasio se siguió lo sugerido por UNE - EN 196 - 2

se siguió lo sugerido por UNE - EN 196 - 2 ( 2014 ) ,

y

en la determinación de la densidad real de de la EC , se siguió la

, RHF 1500 ) a 950 °C durante 1 h . 3 . RESULTADOS

Y

DISCUSIÓN 3 . 1 . Caracterización química En la Tabla 2 se muestra la composición

mediante FRX de las EC estudiadas . Las EC están compuestas predominantemente por Fe2O3

y

SiO2 . Las EC - PN , EC - PQ y EC - NT tienen

compuestas predominantemente por Fe2O3 y SiO2 . Las EC - PN , EC - PQ

y

EC - NT tienen alto contenido de CaO debido a la mineralogía de la materia

contenido de CaO debido a la mineralogía de la materia prima usada en la fundición

y

, por otra , al diseño y al nivel de control del proceso meta -

de la materia prima usada en la fundición y , por otra , al diseño

y

al nivel de control del proceso meta - lúrgico . Además , en la Tabla 2 se

que incluye la densidad real ( DR ) , pérdida al fuego ( PF )

y

el residuo insoluble ( RI ) . Las EC poseen una DR promedio de 3

de masa se explicaría por la oxidación de los compuestos ferrosos Fe ( II )

y

de los sulfuros con - tenidos en la EC , que se han podido transformar

la EC , que se han podido transformar en óxidos férricos Fe ( III )

y

sulfatos al término de la calcinación ( Sánchez de Rojas et al . , 2008

sílice reactiva . En la Tabla 3 se muestra el diámetro medio de las partículas

y

el tiempo de molienda de las EC . La relación de los percentiles D (

750 cm – 1 , la zona 4 entre 750 - 610 cm – 1

y

la zona 5 entre 610 - 400 cm – 1 . Los picos en torno

presencia de CO2 en el momento del ensayo . El detalle de las bandas FTIR

y

los posi - bles enlaces son mostrados en la Tabla 4 . En la Fig . 4

4 . En la Fig . 4 se muestran las curvas termogravimétricas ( TG )

y

sus derivadas ( DTG ) para las distintas EC estudiadas . Se puede observar en

a los procesos de oxidación de los com - puestos ferrosos Fe ( II )

y

de los sulfuros conteni - dos en la EC . Este hecho corroboraría los valores

- CA puede ser relacionado a las transformaciones de la magnetita a maghe - mita

y

los picos en torno a los 760 °C de EC - PQ y EC -

- mita y los picos en torno a los 760 °C de EC - PQ

y

EC - NT , a las transformaciones de maghemita a hematita ( Marghussian and

- das fueron : 3 , 15 ; 2 , 15 ; 3 , 09

y

2 , 19 % para EC - PN , EC - PQ , EC -

, 19 % para EC - PN , EC - PQ , EC - CA

y

EC - NT , respectivamente . 3 . 3 . Caracterización mineralógica

cristobalita ( SiO2 ) : PDFcard 391425 , microclina ( KAlSi3O8 ) : PDFcard 190926

y

wollas - tonita ( CaSiO3 ) : PDFcard 100489 . La mineralogía de EC -

es principalmente una estructura cris - talina formada por diópsido , magnetita

y

fayalita . En menor presencia se encuentra la clinoferro - silita . La EC -

detectaron algunas trazas de compuestos cristali - nos como diópsido , fayalita

y

clinoferrosilita . La EC - CA presenta cierto carácter amorfo , verificado por la

Está consti - tuida principalmente por cristobalita seguida por clinoferrosilita

y

por compuestos minoritarios como la magnetita , fayalita . Se observaron tra - zas

minoritarios como la magnetita , fayalita . Se observaron tra - zas de wollastonita

y

trazas de microclina posi - blemente de feldespato . La estructura amorfa de una

RI mostrado en la Tabla 2 . 4 . CONCLUSIONES Se caracterizaron química , física

y

minera - lógicamente cuatro escorias de cobre de ver - tederos chilenos abandonados

( 38 - 49 % ) que de Fe2O3 ( 18 - 37 % )

y

con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % ) y Al2O3 (

% ) y con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % )

y

Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralo - gía y estructura es

% ) y Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralo - gía

y

estructura es variada , la EC - PQ mostró que es amorfa y las EC

- gía y estructura es variada , la EC - PQ mostró que es amorfa

y

las EC - PN , EC - CA y EC - NT poseen una estructura

- PQ mostró que es amorfa y las EC - PN , EC - CA

y

EC - NT poseen una estructura principalmente crista - lina con cierto carácter amorfo

presentes en las EC correspondieron a diópsido , faya - lita , magnetita , cristobalita

y

clinoferrosilita . Los niveles de calcio indicarían que las esco - rias podrían

la Unión Europea Erasmus Mundus Lindo por la beca doctoral de D . Amin Nazer

y

al proyecto DIUDA 22235 por el co - financiamiento de etapa de molienda de escorias

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Concordances from the Ingeniería corpus