GESTION PARA REDUCCION DE CONTAMINACION PRODUCIDA POR CALDERAS Y HORNOS

Bibliografia: Ponencia en IX congreso de Mantenimiento
del consultor ing. Victor Arroyo (1997)

A continuación se exponen formas prácticas de reducir la contaminación ambiental por residuos mediante mejoras en procesos, equipos, diseños y materias primas.

I. MEJORAS EN CALDERAS Y HORNOS.

Las mejoras enumeradas a continuación permiten ahorrar combustible y por lo tanto descargar una menor cantidad de gases contaminantes al ambiente.

1. Ajustar el exceso de aire para lograr una relación óptima aire / combustible.

Reducir y controlar el exceso del aire es una de las técnicas más efectivas para mejorar la eficiencia de calderas y hornos con inversiones que pueden se bajas a moderas dependiendo del sistema de control que adopte para mantener la relación aire-combustible en el nivel óptimo.

Los beneficios que pueden conseguirse al reducir el exceso de aire son los siguientes:

• Menores pérdidas de calor con el gas de chimenea.

• Mayor transferencia de calor por efecto del mayor tiempo de residencia de los gases al tener menor velocidad de desplazamiento.

• Mayor temperatura de llama o flama, con ello se incrementa la transmisión de calor radiante en la cámara de combustión.

• Reducción de las emisiones de gases contaminantes (NOx, SO2 , CO ) en virtud de que se quema menos combustible para la misma producción.

El nivel mínimo de exceso de aire a emplear depende del combustible usado y del tipo de quemador disponible, el cual debe garantizar un suministro adecuado aire - combustible y permitir su regulación. Para el caso de residuales el nivel óptimo es de un 20 a 25% dependiendo de la eficiencia del quemador.

En las calderas pirotubulares, que son las más comunes, el ajuste del exceso de aire se efectúa modificando la posición de varillas y levas de los sistemas mecánicos de control, con ayuda de un analizador de gases, hasta conseguir una concentración de Oxigeno en el gas de chimenea del orden de 3,5 a 4%.

2. Reemplazar quemadores ineficientes.

El reemplazo de quemadores ineficientes, debido a su antigüedad o desgaste, por quemadores de alta eficiencia permiten reducir el nivel de inquemados y de exceso de aire a niveles muy bajos que se pueden conseguir con quemadores de tecnología de punta Debido a la reconversión al gas natural que se producirá a partir del próximo año, resulta entonces interesante analizar la posibilidad de reemplazar ya quemadores ineficientes por otros de mayor eficiencia preparados ya para quemar gas natural (duales); de esta manera adelantando la inversión en un nuevo quemador, se obtiene ahora mismo un ahorro quemando el mismo combustible y un mayor ahorro aún cuando se queme gas natural mas adelante.

3. Hacer mantenimiento del circuito de combustible.

El mantenimiento y limpieza de tanques, filtros, quemadores y los dispositivos de control, ayuda a lograr una combustión eficiente y con menor emisión de partículas y CO que son contaminantes. Esto es notorio en los quemadores que tienen boquillas obstruidas o gastadas, que a pesar de los altos excesos de aire, no pueden lograr una combustión adecuada, produciendo pérdidas a los usuarios.

4. Mantener limpias las superficies de intercambio de calor.

En el caso de las calderas la limpieza de los tubos, tanto en el lado del agua como de los gases, evita el derroche de combustible en virtud que ya sea el hendedura u hollín actúan como barreras a la transmisión de calor, por lo cual tiene que consumirse más energía para compensar las pérdidas.

5. Aislar tuberías de combustible.

Es muy común encontrar a la salida de los precalentadores de petróleo residual tuberías sin aislar, por lo cual, en especial en zonas de baja temperatura, el combustible no llega a la temperatura adecuada de atomización al quemador. Esto mayormente no se sabe porque los termómetros generalmente se instalan a la salida de los calentadores y los usuarios creen que en el quemador se tiene la misma temperatura. Para evitar ello es recomendable aislar las líneas de combustible especialmente a la salida de dichos calentadores.

II. BOMBAS.

1. Recuperar purgas y fugas de los sellos.

Los sellos son puntos donde fácilmente puede haber fugas de líquidos y gases contaminantes o no; pero que constituyen residuos que en muchos casos, especialmente los líquidos, pueden recuperarse sin dificultad. Las medidas típicas a tomar son el mantenimiento, uso de materiales de mejor calidad y el retorno del efluente al proceso.

2. Utilizar bombas sin sellos.

Las bombas sin sellos eliminan prácticamente el problema de las fugas, que implican pérdidas de productos y problemas ambientales ( p.ej. bombeo de soluciones de cianuro en plantas de concentrado de minerales ). Entre las bombas que no usan sellos se encuentran, por ejemplo, las bombas de diafragma y las magnéticas, cuyo uso debería considerarse.

III. INTERCAMBIADORES DE CALOR

Los intercambiadores de calor pueden se una fuente de residuos, especialmente si manejan productos sensibles de la temperatura. La mayor parte de las técnicas para minimizar residuos están asociadas con la reducción de las temperaturas de pared.

1. Usar vapor a la presión mas baja posible.

En algunas plantas hay tendencia a usar vapor a la presión de generación, lo que no siempre es lo más conveniente. Usando vapor a la presión mas baja posible, compatible con la temperatura deseada, no sólo se consigue evitar los recalentamientos; sino también incrementar la transmisión de calor latente con lo cual el calentamiento es también más rápido, esto se consigue usando simplemente válvulas reductoras de presión.

2. Usar termocompresores.

Otra forma de reducir la presión de vapor (y por lo tanto la temperatura) es mediante el uso de temocompresores; con lo cual es posible también recuperar a la vez vapores exhaustos de baja presión, significando ello un ahorro de combustible en caldera y menores emisiones de gases. ver figura arriba.

Un termocompresor, que es un dispositivo económico, trabaja con el principio del eyector combinando vapores de alta y baja presión para producir un vapor de presión intermedia con la temperatura deseada. Los termocompresores utilizan vapor como fluido motriz y succionado para recuperar energía de vapor pobre. Su construcción es sencilla y tienen dimensiones pequeñas. Entre sus principales aplicaciones, encontramos los evaporadores o los cristalizadores (Industria Alimentaria).

3. Calentar gradualmente en etapas.

Esta técnica es recomendable para el calentamiento de fluidos muy sensibles al calor, por efecto del cual puede sufrir degradación y constituir un residuo. Una forma gradual de calentamiento podría ser, por ejemplo, calentando primero con calores residuales, luego con vapor de baja presión y finalmente con vapor de alta presión.

4. Usar tubos resistentes a la corrosión.

Partiendo de la premisa que las superficies de tubos corroídos se ensucian más rápidamente que los tubos sin corroer, lo cual trae los problemas antes mencionados; es recomendable el uso de materiales con propiedades más resistentes a la corrosión en ciertas aplicaciones.

IV. SISTEMAS DE TUBERIAS.

En los sistemas de tuberías también es factible minimizar los residuos mediante diversas medidas que comprenden básicamente cambios de diseño y buenas prácticas de operación.

1. Recuperar corrientes de desecho individuales.

En la mayoría de las plantas los efluentes residuales de las diferentes áreas de proceso se colectan en una sola troncal que finalmente se descarga a la red pública de desagüe, previo tratamiento primario en el mejor de los casos.

En estas situaciones es recomendable estudiar individualmente cada efluente con miras a reciclarlo o reutilizarlo en otras aplicaciones, dependiendo de la naturaleza de las impurezas contenidas, antes de mezclarlas con otras corrientes que la hacen irrecuperable.

En algunos casos las efluentes no requieren ningún tratamiento para reutilizarlo, como por ejemplo las aguas de enjuague de los ablandadores de resinas ciclo sódico. En otros casos es necesario un tratamiento primario solamente, como filtrado, decantado, etc., que en muchos casos se justifica por los ahorros a lograrse y por la menor carga de contaminantes descargados.

2. Evitar almacenar fluidos calientes

Cuando se manejan productos líquidos sensibles al calor, estos tienen que enfriarse antes de ser almacenados y posteriormente calentados para su uso. En estas circunstancias es recomendable simplemente conectar la línea que lleva el producto no al tanque; sino a la succión de la bomba, tal como se muestra en la Fig. 3 Con ello se ahorra energía para el calentamiento del producto. Hay que asegurarse que la bomba pueda manejar fluidos calientes para evitar el problema de cavitación

3. Eliminar fugas.

Las fugas en tuberías no sólo implican pérdidas de material; sino también, dependiendo del tipo de material; contaminación ambiental, especialmente cuando el fluido no puede verse ni olerse.

En el caso de las fugas de vapor también se producen pérdidas energéticas por el mayor consumo de combustible que finalmente se traduce en una mayor cantidad de gases emitidos y mayores costos de generación de vapor.

Una manera de cuantificar las fugas es determinando la cantidad de materias primas que deben comprarse para reponer las pérdidas (p.ej. la cantidad de refrigerante que debe reponerse).

La recomendación es obvia, eliminar las fugas efectuando manteniendo o prevenirlas usando mejores materiales en tuberías, empaques y accesorios, opcionalmente puede recurrirse al recubrimiento interno de tubería con materiales mas baratos.

4. Recuperar productos ventilados.

Es frecuente encontrar en las plantas tanques y otros recipientes donde se ventea a la atmósfera vapores de materiales volátiles, y cuando no vapor de agua (vapor flash), que pueden ser fácilmente recuperados para reutilizarlos en el mismo proceso u otros usos.

En el caso de vapores de líquidos volátiles, basta con un condensador de serpentines enfriados por agua instalado en línea, o un extractor que los aspire y luego los descargue en una pequeña torre de lavado.

En el caso de vapor de agua; si es de muy baja presión, puede recuperárselo en una torre donde se pone en contracorriente con un spray de agua fría, con lo cual se condensa y obtiene finalmente agua caliente

Bibliografía: Ponencia del IX Congreso de Mantenimiento- Lima 1997
Ing. Victor Arroyo Ch.

SELECCION DE LA ACCION DEL CONTROLADOR

Dependiendo de la acción de la válvula, un incremento en la medida puede requerir incrementos o disminuciones del valor de salida para el control. Todos los controladores pueden ser conmutados entre acción directa o reversa. La acción directa significa que cuando el controlador ve un incremento de señal desde el transmisor, su salida se incrementa.  La acción reversa significa que un incremento en las señales de medición hace que la señal de salida disminuya.

Para determinar cuál de estas salidas es la correcta, un análisis debe ser llevado a cabo en el lazo. El primer paso es determinar la acción de la válvula. Por ejemplo cuando el proceso es un intercambiador de calor por razones de seguridad la válvula debe cerrar si existe un fallo en el suministro de aire de la planta. Por lo tanto, esta válvula deber ser normalmente abierta con aire, o normalmente cerrada sin aire. Segundo, considere el efecto de un cambio en la medición. Para incrementar la temperatura el caudal de vapor hacia el intercambiador de calor debería ser reducido, por lo tanto, la válvula deberá cerrarse.

Para cerrarse ésta válvula, la señal del controlador automático hacia la válvula debe disminuir, por lo tanto el controlador requiere acción de disminución/incremento reversa. Si se eligiera la acción directa el incremento de señales desde el transmisor daría como resultado en un aumento del caudal de vapor, haciendo que la temperatura se incremente aún más. El resultado sería un descontrol en la temperatura, lo mismo ocurriría en cualquier disminución de temperatura causando una caída de la misma.

Una selección incorrecta de la acción del controlador siempre resulta en un lazo de control inestable tan pronto como el mismo es puesto en modo automático. Asumiendo que la acción correcta sea seleccionada en el controlador, ¿cómo sabe el dispositivo cuando la salida correcta ha sido alcanzada? , en el caso de control de nivel en un tanque, para mantener el nivel constante, el controlador debe manipular el ingreso de caudal igual al de salida, según se demande . El controlador lleva a cabo su trabajo manteniendo éste balance en un estado permanente, y actuando para restaurar este balance entre el suministro y la demanda cuando el mismo es modificado por alguna variación.

VARIACIONES

Cualquiera de los siguientes tres eventos podría ocurrir requiriendo un caudal diferente para mantener el nivel en el tanque. Primero, si la posición de la válvula manual de salida fuera abierta ligeramente, entonces un caudal mayor saldría del tanque, haciendo que el nivel caiga. Este es un cambio bajo demanda, y para restaurar el balance, la válvula de entrada de caudal debe ser abierta para proveer un mayor ingreso de líquido.

Un segundo tipo de condición de desbalance sería un cambio en el valor de consigna. El tercer tipo de variación sería un cambio en el suministro, si la presión de salida de la bomba se incrementara, aún si la válvula de entrada se mantuviera en su posición, el incremento de presión causaría un mayor caudal, haciendo que el nivel comience a elevarse. Al medir el incremento, el controlador de nivel debería cerrar la válvula en la entrada para mantener el nivel a un valor constante.

De igual manera, cualquier controlador usado en el intercambiador de calor, debería balancear el suministro de calor agregado por el vapor con el calor arrastrado por el agua. La temperatura sólo se puede mantener constante si el caudal de calor entrante iguala al calor que sale.

CARACTERISTICAS DEL PROCESO Y CONTROLABILIDAD

El controlador automático usa cambios en la posición del actuador final para controlar la señal de medición, moviendo el actuador para oponerse a cualquier cambio que observe en la señal de medición. La controlabilidad de cualquier proceso es función de lo bien que una señal de medición responde a éstos cambios en la salida del  controlador; para un buen control la medición debería comenzar a responde en forma rápida, pero luego no cambiar rápidamente.

Debido al tremendo número de aplicaciones del control automático, caracterizando un proceso por lo que hace, o por industria, es una tarea engorrosa. Sin embargo, todos los procesos pueden ser descriptos por una relación entre las entradas y las salidas. La figura siguiente ilustra la respuesta de la temperatura del intercambiador de calor cuando la válvula es abierta incrementando manualmente la señal de salida del controlador.

Al comienzo, no hay una respuesta inmediata en la indicación de temperatura, luego la respuesta comienza a cambiar, se eleva rápidamente al inicio, y  se aproxima a la fina a un nivel constante. El proceso puede ser caracterizado por dos elementos de su respuesta, el primero es el tiempo muerto (dead time en Inglés), o sea el tiempo antes de que la medición comience a responder, en éste ejemplo, el tiempo muerto se eleva debido a que el calor en el vapor debe ser conducido hasta el agua antes de que pueda afecta a la temperatura, y luego hacia el transmisor antes de que el cambio pueda ser percibido.

El tiempo muerto es una función de las dimensiones físicas de un proceso y cosas tales como las velocidades de correas y regímenes de mezcla. Segundo, la capacidad de un proceso es el material o energía que debe ingresar o abandonar el proceso para cambiar las mediciones, es, por ejemplo, los litros necesarios para cambiar el nivel, las calorías necesarias para cambiar la temperatura, o los metros cúbicos de gas necesarios para cambiar la presión.

La medición de una capacidad es su respuesta para un paso de entrada. Específicamente, el tamaño de una capacidad es medida por una constante de tiempo, que es definido como el tiempo necesario para completar el 63% de su respuesta total. La constante de tiempo es una función del tamaño del proceso y del régimen de transferencia de material o energía .Para este ejemplo, cuanto mas grande sea el tanque, y menor el caudal de vapor, mayor será la constante de tiempo. Estos números pueden ser de tan sólo algunos segundos, y tan largos como varias horas.

Combinados con el tiempo muerto, los mismos definen cuanto tiempo lleva para que la señal responda a cambios en la posición de la válvula. Un proceso puede comenzar a responder rápidamente, pero no cambiar muy rápido si su tiempo muerto es pequeño y su capacidad muy grande. En resumen, cuanto mayor sea la constante de tiempo de la capacidad comparada con el tiempo muerto, mejor será la controlabilidad del proceso.

COMPONENTES FUNDAMENTALES DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

EL ACTUADOR FINAL

Por cada proceso debe haber un actuador final, que regule el suministro de energía o material al proceso y cambie la señal de medición. Por lo regular es algún tipo de válvula, pero puede ser además una correa o regulador de velocidad de motor, posicionador, etc. 

EL PROCESO

Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales son tan variados como los materiales que producen. Estos se extienden desde lo simple y común, tales como los lazos que controlan caudal, hasta los grandes y complejos procesos, un ejemplo pequeño de proceso (para controlar) es una caldera, un intercambiador de calor, un horno etc. 

EL CONTROLADOR AUTOMÁTICO

El último elemento del lazo es el controlador automático, su trabajo es controlar la medición. Recuerde que “controlar” significa mantener la medición dentro de límites aceptables.

Todos los controladores automáticos usan las mismas respuestas generales, a pesar de que los mecanismos internos y las definiciones dadas para esta respuesta pueden ser ligeramente diferentes de un fabricante al otro.

Un concepto básico es que para que el control realimentado automático exista, es que el lazo de realimentación esté cerrado. Esto significa que la información debe ser continuamente transmitida dentro del lazo. El controlador debe poder mover a la válvula, la válvula debe poder afectar a la medición, y la señal de medición debe ser reportada al controlador. Si la conexión se rompe en cualquier punto, se dice que el lazo está abierto.

Tan pronto como el lazo se abre, como ejemplo, cuando el controlador automático es colocado en modo manual, la unidad automática del controlador queda imposibilitada de mover la válvula. Así las señales desde el controlador en respuesta a las condiciones cambiantes de la medición no afectan a la válvula y el control automático no existe.

TRANSMISOR

Dispositivo que traslada una señal de una forma a otra, estandarizándola según una escala común (señal eléctrica de una termocupla a presión en el rango de 3 a 15 psi). Hoy en dia son hibridos e inteligentes.

EL SENSOR O ELEMENTO PRIMARIO

El sensor nos proporciona las señales eléctricas con información sobre las magnitudes a medir, dentro del mismo, a través de las cuales lo podemos controlar. Ejemplos de ellos caudalímetros, sondas de nivel, transductores de presión, presostátos, tensiómetros, termómetros, higrómetros, piranómetros, anemómetros, etc.

Sobre las variables a controlar en un proceso, se definen de la siguiente forma:

Variable controlada: variable cuyo valor se desea mantener estable (pv)

Variable manipulada: aquella variable del proceso que manipula el sistema de control a fin de mantener estable la variable de control.

Carga: aquella variable de proceso la cual afecta el valor de la variable controlada y no puede ser manipulada por el sistema de control.

Error: diferencia entre le valor real y el valor deseado de la variable controlada

Perturbación: agente físico, ajeno al proceso y aleatoria, la cual afecta  a  la variable controlada.

Como ilustracion didáctica se exponen procesos y se define sus variables previo a su control.

Caso de estudio: Al llevar a cabo la función de control, por ejemplo de nivel en un tanque, el controlador automático usa la diferencia entre el valor de consigna y las señales de medición para obtener la señal de salida hacia la válvula. La precisión y capacidad de respuesta de estas señales es la limitación básica en la habilidad del controlador para controlar correctamente la medición. Si el transmisor (de nivel) no envía una señal precisa, o si existe un retraso en la medición de la señal, la habilidad del controlador para manipular el proceso será degradada. Al mismo tiempo, el controlador debe recibir una señal de valor de consigna precisa (set-point). En la gráfica se representa el lazo de control para medir nivel.

En controladores que usan señales de valor de consigna neumática o electrónica generadas dentro del controlador, una falla de calibración del transmisor de valor de consigna resultará necesariamente en que la unidad de control automático llevará a la medición a un valor erróneo. La habilidad del controlador para posicionar correctamente la válvula es también otra limitación. Si existe fricción en la válvula, el controlador puede no estar en condiciones de mover la misma a una posición de vástago específica para producir un caudal determinado y esto aparecerá como una diferencia entre la medición y el valor de consigna. En la práctica los intentos repetidos para posicionar la válvula exactamente pueden llevar a una oscilación en la válvula y en la medición, o, si el controlador puede sólo mover la válvula muy lentamente, la habilidad del controlador para controlar el proceso será degradada.

Una manera de mejorar la respuesta de las válvulas de control es el uso de posicionadores de válvulas, que actúan como un controlador de  realimentación para posicionar la válvula en la posición exacta correspondiente a la señal de salida del controlador. Los posicionadores, sin embargo, deberían ser evitados a favor de los elevadores de volumen en lazos de respuesta rápida como es el caso de caudal de líquidos a presión.

En la siguiente entrada se especifíca la selleccion del controlador.

CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado. La distinción la determina la acción de control, que es la que activa al sistema para producir la salida.  

Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida.  

Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida. Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes:

a) La habilidad que éstos tienen para ejecutar una acción con exactitud está determinada por su calibración. Calibrar significa establecer o restablecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada.  

b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado. Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comúnmente sistemas de control por realimentación (o retroacción). Obsérvese la figura 1.

Cualquier proceso que queramos controlar, estará sometido a perturbaciones (internas y externas) que tenderán  a desviarlo de su desarrollo deseado. Para conocer el desarrollo del proceso y poder compensar así sus desviaciones,  se seleccionan aquellas magnitudes que lo caractericen, y que son medidas a través de los captadores o sensores, de tal forman que nos permiten conocer si el proceso esta evolucionando dentro de los márgenes preestablecidos o no.

Las señales que producen los sensores se comparan con las señales de referencia o consigna (que establecen la situación deseada) de tal forma que la señal diferencia de ambas (señal error) determina las acciones a realizar, tendentes a acercar la respuesta del sistema a la deseada. El término lazo o lazo cerrado implica el uso de la acción de control realimentado para reducir el error en el sistema.

Características de la realimentación.

Los rasgos más importantes que la presencia de realimentación imparte a un sistema son:

Ø  Aumento de la exactitud. Por ejemplo, la habilidad para reproducir la entrada exactamente.

Ø  Reducción de la sensibilidad de la salida, correspondiente a una determinada entrada, ante variaciones en las características del sistema.

Ø  Efectos reducidos de la no linealidad y de la distorsión.

Ø  Aumento del intervalo de frecuencias (de la entrada) en el cual el sistema responde satisfactoriamente (aumento del ancho de Banda)

Ø  Tendencia a la oscilación o a la inestabilidad.

En resumen, se debe decir que en los sistemas en lazo cerrado los procesos se desarrollan reaccionando y compensando las perturbaciones que puedan producirse, mientras que en los de lazo abierto las perturbaciones lo pueden  modificar o alterar.

Los sistemas en lazo abierto no presentan problemas de estabilidad (al no existir realimentación), mientras que en los de lazo cerrado dichos problemas pueden ser importantes si se tiende a corregir en exceso las desviaciones producidas.

La única desventaja del control en lazo cerrado, frente al control en lazo abierto, es que el primero reduce la ganancia total del sistema. Esto lleva al uso conjunto del control en lazo abierto y cerrado, para mejorar el rendimiento.

En la siguiente entrada se describe los elementos del control en lazo cerrado.

DEFINICIONES DE INSTRUMENTACION INDUSTRIAL Y EL CONTROL AUTOMATICO DE PROCESO

 El control automático de procesos industriales es cada vez más empleado para aumentar la productividad, bajar los costos y eliminar errores que serían provocados por el elemento humano. El control automático permite mantener continuamente que una variable cumpla con ser exacta, precisa y estable. Para controlar automáticamente un proceso se requiere saber cómo se comporta éste con el propósito de corregirlo ya sea aumentando o disminuyendo la energía asociada.

Para el control son necesarios instrumentos y dispositivos específicos que midan y manipulen las características de los procesos, denominaremos INSTRUMENTACIÓN (la base del proceso dentro del triangulo de  automatización) a la ciencia que aplica y desarrolla técnicas para la adecuación de esos instrumentos.

  

Las señales que transfieren energía en un proceso son: temperatura, nivel, presión, caudal, etc. Los instrumentos de control están universalmente aceptados y existen normas que rigen tanto su simbología como su nomenclatura y las señales  estándar con las que operan.

Es básico, entonces conocer y entender el funcionamiento de los instrumentos y el papel que estos juegan dentro del control del proceso. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación (control) de esas señales en condiciones mejores a las que el operador podría realizar.

   

En un control automático deben mantenerse las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc.), bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada, o bien guardando una relación determinada con otra variable.

 

La figura 1 muestra una aplicación común del control automático encontrada en muchas plantas industriales, un intercambiador de calor que usa calor para calentar agua fría. En operación manual, la cantidad de vapor que ingresa al intercambiador de calor depende de la presión de aire hacia la válvula que regula el paso de vapor.

Para controlar la temperatura manualmente, el operador observaría la temperatura indicada, y al compararla con el valor de temperatura deseado, abriría o cerraría la válvula para admitir más o menos vapor. Cuando la temperatura ha alcanzado el valor deseado, el operador simplemente mantendría esa regulación en la válvula para mantener la temperatura constante.

Bajo el control automático, el controlador de temperatura lleva a cabo la misma función. La señal de medición hacia el controlador desde el transmisor de temperatura (o sea el sensor que mide la temperatura) es continuamente comparada con el valor de consigna (set-point en Inglés) ingresado al controlador. Basándose en una comparación de señales , el controlador automático puede decir si la señal de medición está por arriba o por debajo del valor de consigna y mueve la válvula de acuerdo a ésta diferencia hasta que la medición (temperatura ) alcance su valor final.

 

En la siguiente entrada se describirá la clasificación de los sistemas de control.

WEB 2.0

El término Web 2.0 está asociado a aplicaciones web que facilitan el compartir información, la interoperabilidad, el diseño centrado en el usuario y la colaboración en la World Wide Web www. Ejemplos de la Web 2.0 son las comunidades web, los servicios web, las aplicaciones Web, los servicios de red social, los servicios de alojamiento de videos, las wikis, blogs, etc. Véase la tabla 1. 

La Web 2.0, ha sido una transición entre la Web 1.0, que establecía un sistema unidireccional entre los usuarios  (páginas estáticas), los cuales únicamente ejercían el rol de receptores, y la Web 1.5 que es la utilización de páginas dinámicas para la comunicación. Estas páginas son desarrolladas en lenguajes de programación Perl, Python, PHP, .Net, etc., que son servidores de aplicaciones en la construcción de páginas web.

Herramientas multimedia como, YouTube y Flickr permiten que los estudiantes puedan integrar en sus blogs y espacios de redes sociales, videos y fotos que ilustren el tema o tarea que exponen, es importante que el estudiante pueda crear sus videos y ellos mismos tomen sus fotos y la suban a las plataformas de YouTube y Flickr, respectivamente, que se vea como un cumplimiento de un trabajo no solo para obtener una nota en determinada materia o asignatura, sino que sirva de consulta para estudiantes de otras universidades/colegios. La actividad de elaborar sus videos y sus fotos, motiva a la creatividad, a utilizar su imaginación para ilustrar el conocimiento que han adquirido, esto es importante para los estudiantes y docentes, ya que se sienten más inspirados y contentos, dando como resultado una experiencia de aprendizaje diferente y rica para la construcción de su conocimiento.

Las redes sociales, los blogs y la wiki, proveen al estudiante un entorno creativo con múltiples herramientas y materiales (sonidos, imágenes, video) que envuelven al estudiante en su adquisición de conocimiento. El Blogs, como espacio común con comunicación de todos a todos (docente-estudiantes, estudiantes-estudiantes, estudiantes-docentes externos, docentes-docentes, etc.), en asignaturas para compartir contenido, opiniones, recursos relacionados (enlaces, videos, fotos, presentaciones, documentos), aplicando tagging, categorización, suscripciones RSS; también se puede orientar este espacio a grupos de estudio o investigación, proyectos conjuntos internos e internacionales.

(Dellepiane, 2007) Dice: Los blogs posibilitan la utilización de nuevos recursos didácticos, representados por materiales hipertextuales y multimediales que permiten ampliar y enriquecer el abordaje de los temas desarrollados.

Relaciónes con teorías del aprendizaje

Con la llegada de estas tecnologías (Web 2.0: Wikis, Redes Sociales, Blogs entre otros), los estudiantes no tan solo tienen a sus pies el acceso a un mundo de información ilimitada de manera instantánea, sino que también les ofrece la posibilidad de controlar ellos mismos la dirección de su propio aprendizaje.

Con respecto al aprendizaje colaborativo, nos lleva como docentes a recordar enfoques conceptuales sobre el tema: dentro de los logros más preciados, se encuentra la adquisición por parte de los alumnos de las habilidades y competencias para cooperar y colaborar, destrezas imprescindibles requeridas en el mercado laboral del siglo XXI. Con el conectivismo, los elementos esenciales de la teoría conectivista son las redes constituidas por los nodos, conexiones y señales; a través de los cuales se transmite el conocimiento.

CONCLUSIONES

De la web 2.0, los docentes universitarios debemos conocer y dominar las ventajas de las páginas web donde se puede tener toda el contenido de la cátedra, se puede subir archivos multimedios, así también con los blogs y foros llevar a explorar y crear en su aprendizaje  el pensamiento creativo, crítico y autocritico de nuestros estudiantes.

A nivel educativo mejora el proceso de enseñanza a los estudiantes, es constructivista, colaborativa y conectiva. Pues la implicación en la labor docente de la teoría conectivista es facilitativa, en primer lugar el horizonte de consulta en búsqueda de conocimiento es mundial, ni siquiera limitada por el idioma porque se tiene acceso a traductores, hay mayor posibilidad de aprendizaje autónomo, hay una gran interacción con  personajes y entidades a los que tiempo atrás no se podía acceder. 



Tabla 1

  BIBLIOGRAFIA

Burbules, N., & Callister, T. (2006). Educación:Riesgos y promesas de las nuevas tecnologias de la información. Buenos Aires: Granica.

Dellepiane, P. (4 de agosto de 2007). http://ddd.uab.cat/pub/dim/16993748n20a6.pdf. Recuperado el 21 de enero de 2012, de http://ddd.uab.cat/pub/dim/16993748n20a6.pdf:

Mato, S., & Orihuela, J. (2005). Los weblogs como herramienta educativa: experiencias con bitácoras de alumnos. Quadern Digitals , 32-48.

Santamaría, F. (4 de Febrero de 2009). http://fernandosantamaria.com/blog/docs/retos_educativos_sociedad_conocimiento_santamaria.pdf. Recuperado el 21 de Enero de 2012, de

Las TIC´s para la educacion superior

La Tecnología de la Información y Conocimiento TIC, es un nuevo medio a la enseñanza, y como consecuencia un nuevo desafío al sistema educativo. El desarrollo de la tecnología, crece rápidamente, y es inevitable lograr adquirir algún tipo de dispositivo electrónico portátil como; laptops, celulares inteligentes y tablets que se conectan al internet (vía Wifi) y que con ellos se pueden investigar de forma rápida, procesar datos, elaborar tareas, estos pocos ejemplos encasillados, son eficientes para un aprendizaje ya no formal, sino un aprendizaje sincrónico y asincrónico. Con ello se pretende alcanzar un modelo de aprendizaje constructivo innovador, ciertos autores lo inscriben como una teoría de aprendizaje digital, se lo relaciona con el  conectivismo y una nueva forma de adquirir conocimiento.

El uso de internet y las aplicaciones que tiene la web 2.0, nos permite el uso del correo electrónico, del chat, blogs, redes sociales, wikis y de las plataformas educativas, potencia y cambia la relación docente-estudiante y estudiante-estudiante, pues facilita y agiliza la comunicación entre ambos, potenciando el aprendizaje colaborativo. Dicho aprendizaje aparecerá, en opinión de (Alonso & Gallego 2002) cuando las tareas de búsqueda, descubrimiento, preparación del tema, se realicen en equipo, con compañeros, utilizando las TIC´s, repartiendo las tareas a realizar, seleccionando, redactando, y agregando algo muy importante como las citaciones bibliográficas o de fuentes consultadas (páginas web, documentos o artículos indexados, esto es muy importante, para el aprendizaje pues hay que ser éticos y honesto evitando el plagio intelectual. Por ello el docente debe ser un guía, un orientador para sus estudiantes, para que no se alejen de su verdadero aprendizaje en el océano de fuentes de información que se hallan en el internet.

Hoy en día el conocimiento es distribuido, está distribuido, entre individuos, grupos y ambientes simbólicos y físicos. (Marcelo, 1999), dice al respecto, se asume la idea de que para el desarrollo de tareas complejas, y aprender a enseñar evidentemente lo es, ninguna persona posee la totalidad de conocimientos y habilidades de forma individual.

En la actual Sociedad del Conocimiento se hacen necesarios nuevos perfiles profesionales, que sean capaces de adaptarse a las nuevas necesidades existentes en nuestros centros. Y esto implica que los docentes deben estar capacitándose en herramientas informáticas, aplicación de programas relacionados a su área de enseñanza entre otras cosas más. Pero para formar a los profesores y profesoras de manera adecuada, hay que partir del nivel previo que tuvieran los mismos en el empleo de las TIC. (Gallego 2003) los categoriza en cuatro niveles en función de su competencia en el uso de las TIC:

v Nivel inicial: son capaces de manejar un editor de textos, el correo electrónico, usa los navegadores más frecuentes.

v Nivel usuario: saben utilizar los programas ofimáticos (hardware y software) elementales, usan con frecuencia el correo electrónico, utilizan elementos multimedia (CD-ROM, DVD, etc.).

v Nivel avanzado: el conocimiento que el profesorado posee de las herramientas informáticas es elevado. Realizan Webquest, crean blogs, realizan foros,  manejan plataformas educativas, etc.

v Nivel experto: en este caso conocen y configuran con facilidad distintos componentes del hardware y software de su equipo, pueden administrar una red o sistema informático y son capaces de averiguar con rapidez la utilidad o no de distintas aplicaciones informáticas en relación con los equipos disponibles para su alumnado.

Según la UNESCO, Las TIC´s se aplican en la educación universitaria para elaborar materiales didácticos, exponer y compartir sus contenidos; propiciar la comunicación entre los alumnos, los profesores y el mundo exterior; elaborar y presentar conferencias; realizar investigaciones académicas; brindar apoyo administrativo y matricular a los educandos. En general, las instituciones de enseñanza superior de los países en desarrollo están sacando el máximo provecho de los ordenadores y programas informáticos de que disponen, aunque todavía confrontan dificultades debidas a la deficiente infraestructura de telefonía y telecomunicaciones, la escasez de recursos para capacitar a los docentes y la falta de personal competente en el manejo de las tecnologías de la información para ayudarles en la creación, el mantenimiento y el apoyo de los sistemas de TIC.

En conclusión; Conocer las ventajas y desventajas que ofrecen el chat, foros, blogs, wikis, redes sociales es esencial para aplicar formas de enseñanza, es algo que todos los que estamos en el campo de la docencia debemos de conocer, aplicar para transferir el conocimiento en tiempos como hoy. Aunque las políticas que fomentan el uso de las TIC benefician sin duda a la educación superior, por falta de adecuada y moderna implementación tecnológica, recursos financieros para capacitar a sus docentes esta forma de aprender con el uso de las tecnologías no han sustituido a las modalidades tradicionales de aprendizaje y enseñanza en las aulas.

López, R. (2007) Las TIC como agentes de innovación educativa, Andalucía: Consejería de Educación