ingenierÍa civil nicolaÍta

INGENIERÍA CIVILNICOLAÍTARevista de la Facultad deIngeniería Civil, UMSNH

Febrero2020 1

90 Aniversario de la Facultad de Ingeniería Civil

Departamentos y posgrados

El laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas

Método Marshall aplicado a una mezcla asfáltica modificada

Sistema automático de información hidrológica

Capítulos estudiantiles de nuestra Facultad

DIRECTORIO

Dr. Raúl Cárdenas NavarroRector

L.E. Pedro Mata VázquezSecretario General

Dr. Orépani García RodríguezSecretario Académico

ME. en M.F. Silvia Hernández CapiSecretaria Administrativa

Dr. Ramiro Silva OrozcoDirector

Dr. Carlos Alberto Júnez FerreiraSecretario Académico

M. C. Amir Ramiro Guzmán ChávezSecretario Administrativo

Universidad Michoacanade San Nicolás de Hidalgo

Facultad deIngeniería Civil

Comité editorial

Dr. Carlos Alberto Júnez FerreriraIng. Jorge Leonel Ángel Hurtado

Dr. José Carlos Rubio ÁvalosDra. Luisa Nicté Equihua AnguianoDr. Rafael Soto Espitia - Jefe editor

Dra. Yajaira Concha Sánchez

revista_fi [email protected]

2 - Ingeniería Civil Nicolaíta

INGENIERÍA CIVILNICOLAÍTARevista de la Facultad deIngeniería Civil, UMSNH

Contenido

Editorial 3

90 Aniversario de nuestra Facultad 4

Departamentos académicos 7

División de estudios de posgrado 8

Nuestra gente 9

Agenda 11

Misceláneos 12

Aplicación del método Marshall en la evaluación del desempeño de una mezcla asfáltica modifi cada con colillas de cigarrillos 18

Sistema automático de información hidrológica de Morelia 22

El laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas de la Facultad de Ingeniería Civil 30

Acción estudiantil 40

Guía para autores 46

Portada: Petronas Towers en Malasia, de www.pexels.com

Ingeniería Civil Nicolaíta - 3

A nombre de la comunidad de la Facultad de Inge-niería Civil, me es grato presentar a Ustedes el

primer número de la revista “Ingeniería Civil Nicolaita”. Esta edición es muy signifi cativa, ya que coincide con la celebración del aniversario número 90 de nuestra Fac-ultad, la cual ha sabido responder cabalmente a la con-fi anza depositada en su labor a lo largo de estas nueve décadas.

La Facultad de Ingeniería Civil, Dependencia de La Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, catalogada como una de las mejores diez Universida-des públicas del país, es una de las primeras escuelas de ingeniería de México. Desde febrero de 1930, en sus au-las se han formado profesionistas destacados, quienes han aportado mucho al desarrollo de nuestra sociedad, siempre con el sello del alto sentido humanista que dis-tingue a esta Casa de Estudios. Esta tradición nos com-promete a crecer día con día, motivo por el cual nos encontramos trabajando para continuar siendo vigen-tes y pertinentes, con la fi rme convicción de mejorar lo que ofrecemos: programas de estudio, investigación y servicios técnicos profesionales, entre otras actividades y servicios.

Testimonio de nuestro compromiso con la calidad, es que el programa de estudios de Licenciatura cuenta con el reconocimiento del nivel 1 de CIEES (Comités Inte-rinstitucionales para la Evaluación de la Educación Su-perior). Además, la Facultad reúne todas y cada una de las evidencias para lograr la reacreditación con carácter internacional del Consejo de Acreditación de la Ense-ñanza de la Ingeniería (CACEI, A.C), lo cual la lleva a que, en estos momentos, se esté revisando el plan de estudios, para dar origen a uno nuevo de acuerdo a las necesidades actuales del mercado laboral y que sea re-conocido como un programa de calidad internacional, incorporándonos de lleno a los tiempos actuales de la globalización. Adicionalmente, los programas educati-vos de nivel posgrado están dentro del Padrón Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) del CONACYT y, se cuenta ya, con un Programa de Doctorado reciente-mente aprobado por el H. Consejo Universitario.

Editorial

Resultaría difícil imaginar un momento más propicio para retomar tan importante proyecto de comunica-ción del conocimiento y avances en la Ingeniería Civil, a través del establecimiento de un canal de proyección de las actividades y resultados producto del trabajo de profesores y alumnos de nuestra Facultad. Dicho canal, ahora digital, ha sido en otros momentos, y promete en su nueva época, ser un excelente medio que llegue a la comunidad estudiantil, a los profesores, a los investiga-dores, a los profesionistas de la Ingeniería y, en general, al público interesado en el quehacer de la Ingeniería Ci-vil.

Estoy cierto de que esta publicación, sin lugar a dudas, impactará favorablemente a la Facultad y motivará a los profesores a dar a conocer su diario quehacer, además servirá para que nuestra comunidad estudiantil se ex-prese ante el público lector, logrando con ello fortalecer su formación integral y desarrollar con éxito su futura profesión.

Es especialmente grato hacer un reconocimiento a to-dos quienes participan en la elaboración de artículos, así como en la edición de la revista, su entusiasmo, de-dicación, esfuerzo y compromiso para que la misma resulte atractiva para los interesados en la Ingeniería Civil.

Atentamente

Dr. Ramiro Silva OrozcoDirector de la Facultad de Ingeniería Civil


90 Aniversario de nuestra Facultad

La Facultad de Ingeniería Civil inició sus actividades el 27 de febrero de 1930, ofreciendo la carrera de

Ingeniero Topógrafo e Hidrógrafo, en una de las au-las del Colegio Primitivo y Nacional de San Nicolás de Hidalgo; a partir de 1935, se aprobó un nuevo plan de estudios para cursar la carrera de Ingeniero en Vías Ter-restres e Hidráulico, funcionando desde ese año en el edifi cio ubicado en la avenida Madero Oriente número 580, lugar en el que actualmente se encuentra la Facul-tad de Letras; en 1949, se estableció la carrera de Inge-niero Civil.

El Gobierno del Estado construyó un edifi cio en la ca-lle Adolfo Cano número 61, en la colonia Chapultepec Norte, lugar en el que estuvo ubicada la Facultad de In-geniería Civil en el periodo comprendido entre 1962 y 1974, en dicho inmueble, actualmente se encuentra la

escuela Preparatoria José Ma. Morelos y Pavón, y en el año 1974, cambió nuevamente su sede a la Unidad de Ciencias, Ingeniería y Humanidades, mejor conocida como Ciudad Universitaria.

El plan de estudios de la licenciatura en Ingeniería Civil, ha sufrido varios cambios, tratando de adaptarlo al per-fi l del egresado que el país ha requerido en cada etapa.

La formación que se les brinda a nuestros alumnos, comprende varias disciplinas, lo que al término de sus estudios profesionales amplía sus posibilidades labora-les. El actual plan de estudios de la licenciatura en Inge-niería Civil, consta de 87 materias que se imparten en 10 semestres.

La Facultad de Ingeniería Civil está organizada a través de nueve departamentos: Ciencias Básicas y Matemáti-cas, Construcción, Estructuras, Hidráulica, Humanida-des, Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Materiales, Topo-grafía y Vías Terrestres.

Una de las fortalezas de la Facultad de Ingeniería Ci-vil, son sus laboratorios, en los que los alumnos realizan pruebas prácticas de los conocimientos teóricos recibi-dos en las aulas, siendo éstos: Laboratorio de Materiales “Ing. Luis Silva Ruelas”, Laboratorio de Hidráulica “Ing. David Hernández Huéramo”, Laboratorio de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Laboratorio de Física, Laborato-rio de Química y Laboratorio de Óptica y pruebas no destructivas, así como la Sección de Cálculo Electróni-co “Ing. René Mendoza González”.

La Facultad de Ingeniería Civil ofrece además los si-guientes estudios de posgrado: Maestría en Estructuras, Maestría en Infraestructura del Transporte en la rama de las Vías Terrestres, Maestría en Ingeniería de los Re-cursos Hídricos y Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental.

El programa de la licenciatura en Ingeniería Civil ha sido acreditado por diversos organismos externos como un programa de calidad.

Luis Homero Sotomayor Ballesteros


Los antecedentes citados de manera muy sucinta, nos permiten conocer la historia de esta Dependencia Uni-versitaria, que se ha caracterizado por ser punta de lan-za dentro de nuestra Máxima Casa de Estudios.

Han sido 90 años en los que la Facultad de Ingeniería Civil, ha formado a miles de Ingenieros Civiles, que han participado en el proyecto, construcción, administra-ción y mantenimiento de las obras de infraestructura, que le han permitido alcanzar a nuestro país, el nivel de desarrollo del que actualmente goza.Si las aulas de la Facultad de Ingeniería Civil pudieran hablar, nos platicarían muchas historias de éxito que sus egresados hemos construido, el solo hecho de experi-mentar la satisfacción del deber cumplido al resolver una necesidad que aqueja a una comunidad de nuestro país, nos debe hacer sentir orgullosos de nuestra Facul-tad, pues con ello, dejamos de manifi esto ante la socie-dad, la experiencia que 90 años de trayectoria le dan a esta institución; es por ello, que invito a todos nues-tros alumnos, para que aprovechen al máximo su eta-pa formativa, estudien, y se preparen para que puedan resolver los problemas que se les habrán de presentar en la vida profesional; mantengan siempre una actitud de servicio, realicen todas sus actividades con pasión, recuerden que no sólo en las aulas se aprende, muchas ocasiones lo hacemos en las circunstancias y con las personas que menos nos imaginamos.

En días recientes, compartía con mis alumnos la si-guiente refl exión: estamos a tan sólo 10 años de cele-brar el centenario de la Facultad de Ingeniería Civil, ello nos debe motivar a revisar los logros alcanzados hasta ahora y proponer nuevas metas (algunas se convertirán en grandes retos), que lograremos gracias a la suma de esfuerzos de todos los que integramos esta comunidad.

Los alumnos que actualmente cursan sus estudios de licenciatura, probablemente no conocen la gran histo-ria de nuestra Facultad, pero quiero compartir con ellos parte de lo que estuve recordando al escribir estas lí-neas.

Fue en 1981 cuando ingresé a la Escuela de Ingeniería Civil, y tan sólo un año antes había celebrado su quin-cuagésimo aniversario. Egresé en 1986 y desde 1992, he sido profesor de diversas materias, por lo que puedo compartir con los lectores lo vivido en los últimos 40 años de vida de la institución que me formó.

En la década de los ochentas, las calculadoras electróni-cas eran de gran tamaño, poco efi cientes en el consumo de energía, porque consumían muy rápidamente las ba-terías y realizaban pocas operaciones en comparación con las actuales.

Al cursar las materias de Prácticas de Topografía I y II, no se disponían aún de equipos electrónicos, solamente existían teodolitos de un minuto de aproximación. Sin embargo, recuerdo que realizábamos los levantamien-tos topográfi cos con el mayor cuidado posible, con ob-jeto de cumplir con la tolerancia.

La sala de cómputo disponía de muy pocas computa-doras, los grupos en cambio eran numerosos, por lo que debíamos formar equipos y solamente uno de sus miembros podía operar la computadora. Se trataba de las primeras computadoras personales, eran de la mar-ca Apple, con monitor monocromático y su capacidad era tan pequeña, que cualquier aparato de telefonía mó-vil de hoy en día, superaría fácilmente dichos valores. Los programas de computadora se almacenaban en cintas de audio (cassette), que al reproducirlos en una grabadora, se escuchaban como si se estuviera enviando un fax.

Hace 40 años, no había en nuestro país servicio de in-ternet. Las primeras computadoras se utilizaban para que el usuario desarrollara sus propios programas o aplicaciones. Los primeros procesadores de texto, ini-ciaron con funciones muy limitadas y, quien no contaba con una computadora, debía realizar los trabajos en una máquina de escribir.

El dibujo de planos lo hacíamos en papel albanene, em-pleando estilógrafos con tinta china, plantillas de letras o Leroy; si se cometía un error, era necesario emplear una navaja para borrar y efectuar la corrección.

La gran mayoría de nuestros profesores, tenían única-mente el grado de licenciatura, eran muy pocos los que había realizado estudios de posgrado; sin embargo, te-nían una gran experiencia profesional, que compartían durante la impartición de sus cátedras.

Las condiciones han cambiado para benefi cio de nues-tros alumnos: las prácticas de Topografía incluyen el manejo de estaciones totales, las salas de cómputo cuen-tan con un mayor número de equipos, con soft ware ac-tual que le permiten al alumno manejar los programas


que habrá de utilizar en su ejercicio profesional; el di-bujo de planos se hace empleando Autocad, programa con el que las correcciones se hacen sin mayor proble-ma, simplemente reimprimiendo el plano; el número de profesores que cuentan con estudios de posgrado es cada vez mayor. En síntesis, la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo ha consolidado a la Facultad de Ingeniería Civil, convirtiéndola en una de las insti-tuciones que cuentan con un mayor reconocimiento a nivel nacional. Prueba de ello, son los excelentes resul-tados obtenidos por nuestros alumnos en las diferentes Olimpiadas de conocimiento, que organiza anualmente la Asociación Nacional de Escuelas de Ingeniería Ci-vil y en las que nuestros estudiantes compiten con los alumnos de otras instituciones del país. Con el fi n de que los jóvenes logren entender lo rápi-do que ha evolucionado la tecnología que hoy está a su alcance, tomaré como ejemplo el servicio de telefonía. Hace 40 años había muy pocas líneas telefónicas, el ser-vicio era suministrado por una sola empresa, siendo de tipo residencial o comercial. Los aparatos se encontra-ban fi jos en algún lugar de la casa o local comercial, la marcación se hacía a través de un disco que se hacía girar. La marcación pasó del sistema de pulsos a tonos, fue entonces que aparecieron los teléfonos de teclas.

Los primeros teléfonos inalámbricos eran de gran ta-maño y causaron sensación, porque ya no era necesario permanecer en punto fi jo al mantener una conversa-ción telefónica. A fi nales de la década de los noventas, llegaron de manera masiva los primeros teléfonos mó-viles, los que servían básicamente para hablar por telé-fono, enviar mensajes de texto, consultar la fecha y la hora y, así, paulatinamente, prácticamente sin darnos cuenta, fueron cobrando vida, hasta convertirse en las maravillas tecnológicas que son hoy en día, realizando una gran diversidad de funciones.

La innovación que cada nuevo modelo ofrece y la com-petencia que existe entre las marcas en el mercado, ha-cen que el consumidor sienta constantemente la nece-sidad de adquirir los avances más recientes, puesto que los anteriores van cayendo en la obsolescencia.

Quise tomar este ejemplo, para visualizar que lo que hoy consideramos como tecnología de vanguardia, maña-na dejará de serlo. El mejor soft ware que encontremos actualmente en el mercado para el análisis de precios unitarios, para el diseño estructural, para el modelado

tridimensional, etc., dejará de serlo relativamente rápi-do, porque constantemente se están actualizando. Cada día, se van creando programas que resultan más pode-ros y efi cientes, siendo, además, más amigables para el usuario.

La tecnología ha cambiado mucho en los últimos años, y lo narrando en los últimos párrafos, es lo que habrán de experimentar nuestros alumnos en el futuro: cambios que los obligarán a adaptarse a esas nuevas tecnologías, a trabajar con nuevos materiales, con procedimientos constructivos novedosos…

Jóvenes, una vez que concluyan sus estudios profesio-nales, los invito a que mantengan vigentes sus conoci-mientos, actualizándose periódicamente. Para ello, la Facultad de Ingeniería Civil ofrece varias opciones, a través de la Coordinación de Educación Continua. Re-cuerden que la preparación de un profesionista nunca termina.

Luis Homero Sotomayor Ballesteros.Profesor de la Facultad de Ingeniería Civil.Licenciatura Escuela de Ingeniería Civil, U.M.S.N.H.Maestría en Ingeniería (área de Estructu-ras). División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería. U.N.A.M.M edalla Gabino Barreda.Residente de obra en la construcción del Centro Cultural Universitario, U.M.S.N.H.


Actualmente nuestra Facultad de Ingeniería Civil está conformada por nueve departamentos que se

encargan, en función de sus áreas específi cas, de orga-nizar y determinar los pasos a seguir por las diferentes áreas de especialidad de la carrera.

Así mismo, como apoyo de algunos departamentos existen laboratorios para la impartición de prácticas a los alumnos cuyo propósito es realizar experimenta-ción dirigida a reafi rmar conocimientos teóricos.

Las jefaturas al momento de la publicación son:

Construcción. Ing. Martín Sánchez González

Ciencias Básicas y Matemáticas. Dr. Hugo Luis Chávez García

Departamentos académicos

Estructuras. Dra. Bertha Alejandra Olmos Navarrete

Hidráulica. Dr. Constantino Domínguez Sánchez

Humanidades. Dr. Juan Antonio Chávez Vega

Ingeniería Sanitaría y Ambiental. Ing. Sonia Aguilera Juárez

Materiales. M. I. Cindy Lara Gómez

Topografía. Dr. Mario Salazar Amaya

Vías Terrestres. Dr. Carlos Chávez Negrete

Materiales

Ambiental Laboratorio de ambiental

Laboratorio de registro sísmico

Laboratorio de modelos

Laboratorio de hidráulica

Construcción

Estructuras

Hidráulica

Humanidades

Vías terrestres

Topografía

Matemáticas

Sección de cálculo

Laboratorio de visión

Laboratorio de instrumentación ypruebas no destructivas

Sala de autoacceso

Laboratorio deMateriales

Resistencia de materiales

Materiales bituminosos

Mecánica de suelos

GeologíaMuseo degeología y

mineralogía

Esquema de los Departamentos de la FIC-UMSNH y las sub-especialidades que los conforman.


Cuenta con cuatro Maestrías, que están registradas en el programa Nacional de Calidad PNPC-CONA-

CyT, así como un Doctorado, que se está organizando desde el año 2019.

Estos Posgrados, se han encargado por varias genera-ciones, de formar especialistas de alta calidad, que lle-nan de orgullo el nombre de nuestra institución

Los programas y sus coordinadores son: • Maestría y Especialidad en Estructuras. - Dr. Gui-

llermo Martínez Ruíz• Maestría en Infraestructura del Transporte en la

rama de las Vías Terrestres. - Dr. J. Eleazar Arrey-gue Rocha

• Maestría en Ingeniería Ambiental. - Dr. Luis Ar-mando Ochoa Franco

• Maestría en Ingeniería de los Recursos Hídricos. - Dra. Sonia Tatiana Sánchez Quispe

• Doctorado en Ingeniería Civil. - Dr. Francisco Do-mínguez Mota

La Jefatura de la División de la FIC-UMSNH está ac-tualmente a cargo del Dr. Ezequiel García Rodríquez.

División de estudios de posgrado

MISIÓNFormar hombres y mujeres del más alto nivel aca-démico, a través de la aplicación de una docencia de excelencia, investigación, generación y aplica-ción de nuevos conocimientos que propicien el desarrollo de la ciencia y la tecnología además de involucrarles un arraigado compromiso social y una visión global, crítica y plural en un ambien-te innovador, interdisciplinario y de proyección institucional hacia el exterior, a fi n de que con-tribuyan al reconocimiento y a la solución de los problemas del Estado de Michoacán y de México que afecten nuestra vida política, económica, so-cial y cultural.

VISIÓNSer reconocida por la formación de egresados de alta calidad como científi cos, tecnólogos y humanistas, así como profesores investigadores dotados de los más amplios conocimientos, ca-pacidades y actitudes que le permitan trabajar multi e interdisciplinariamente para contribuir al desarrollo de la ciencia y la tecnología así como de transformar e innovar los aparatos educativos y productivos de bienes y servicios, en aras de atender y satisfacer las necesidades de desarrollo integral del país.

Fotografía 1. Fachada Principal del Posgrado de la FIC-UMSNH


Nuestra gente

Ezequiel García Rodríguez

• Ingeniero civil egresa-do de la Facultad de Inge-niería Civil de la Univer-sidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (FIC-UMSNH).• Máster en tecnología del agua, egresado de la Universidad Politécnica de Cataluña, España.• Doctor ingeniero, egresado de la Universi-dad Politécnica de Ma-

drid, España.• Diplomado en desarrollo institucional, y en admi-

nistración de la investigación y desarrollo.

Sus principales líneas de trabajo-investigación son la gestión ambiental, en particular en la simulación del hábitat físico aplicada a la estimación de las necesida-des hídricas para la conservación de los ecosistemas fl uviales, así como en la evaluación de impactos causa-dos por la modifi cación de hábitat físco en ecosistemas acuáticos

Ha trabajado como• Laboratorista de medio tiempo y de tiempo com-

pleto en la FIC-UMSNH.• Residente de obras de ingeniería civil en la iniciativa

privada.• Superintendente de área en la Comisión Federal de

Electricidad (CFE).• Especialista en hidráulica-jefe de proyecto, en el

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA).

Ha sido• Becario de la Universidad Michoacana de San Ni-

colás de Hidalgo, del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA).

• Consejero técnico y universitario por parte de la FIC-UMSNH.

• Integrante del grupo de trabajo de proyectos mul-tidisciplinarios, de ingenieria aplicada e investiga-

ción, nacionales e internacionales.• Director de tesis de licenciatura y maestría, princi-

palmente en la FIC-UMSNH.• Coordinador e integrante del núcleo académico bá-

sico del programa institucional de maestría en cien-cias en ingeniería ambiental, por parte de la FIC-UMSNH.

• Profesor con perfi l deseable del programa para el desarrollo profesional doscente, de la Dirección General de Educación Superior Universitaria, de la Secretaría de Educación Pública

• Integrante del grupo de trabajo para la elaboración de una norma mexicana, como profesor de la FIC-UMSNH.

• Consultor de la Organización Meteorológica Mun-dial.

• Integrante del comité nacional mexicano, para el Plan Hidrológico Internacional de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Cien-cia y la Cultura (UNESCO), como profesor de la FIC-UMSNH.

• Ponente en congresos nacionales e internacionales.• Autor de informes técnicos, y de artículos técnicos

en congresos nacionales e internacionales, así como en revistas con indización internacional.

• Revisor de artículos técnicos en revistas con indiza-ción internacional.

• Miembro del Colegio Michoacano de Ingenieros Civiles, de la Asociación Mexicana de Hidráulica (AMH) y de la International Association for Hy-draulic Research (IAHR).

Ha participado en la creación de programas de maes-tría y doctorado, así como del plan ambiental institu-cional, durante su labor en la facultad de ingeniería civil de la universidad michoacana de san nicolás de hidalgo, así como en procesos de acreditación del programa de licenciatura en ingeniería civil y de programas de pos-gradoSe desempeña como profesor e investigador titular, adscrito a la facultad de ingeniería civil de la universi-dad michoacana de san nicolás de hidalgo, y como jefe de la diivisión de estudios de posgrado de la misma fa-cultad.


Nuestra gente

Ernesto Alberto Núñez Aguilar

Ingeniero civil, egresado de la Facultad de Inge-niería Civil de la Uni-versidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (FIC-UMSNH).

Experiencia académica y docente:

El 1o de enero de 1980 ingresó como profesor

de la FIC-UMSNH. Actualmente cuenta con una anti-güedad en la docencia de más de 40 años de servicio.

Ha impartido las siguientes cátedras:

• Topografía I• Prácticas de Topografía I• Topografía II• Prácticas de Topografía II• Aplicaciones de la Topografía• Dibujo I• Dibujo Constructivo y de Instalaciones II• Dibujo de Proyectos III• Procedimientos de Construcción I• Procedimientos de Construcción II• Maquinaria Pesada para Construcción• Temas Especiales de Ética,• Metodología de la Investigación• Redacción Oral y Escrita• Administración y Supervisión de Obras• Maquinaria Pesada y Costos Horarios• Administración de Fraccionamientos• Evaluación de Proyectos• Curso de Directores Responsables de Obras y Cur-

so de Seguridad en las Obras

Como profesor jubilado imparte las clases de Topogra-fía I y II.

Cargos académicos y sindicales desempeñados en la UMSNH:

• Director de la FIC-UMSNH en el período de abril de 1999 a abril de 2003.

• Secretario general del Sindicato de Profesores de la Universidad Michoacana (SPUM). Junio de 2006 a junio de 2009. Ocupando diversos cargos sindicales en otros periodos.

Experiencia profesional:

• Perito y director responsable de obras civiles.• Miembro del colegio de ingenieros civiles de mi-

choacan.• Contratista de obras publicas, en diversas depen-

dencias y municipios de michoacán. • Actualmente combina la docencia, con su despacho

particular de ingeniería, realizando trabajos como constructor de obras civiles, evaluación de proyec-tos, consultoría, peritajes técnicos, asesorías y su-pervisión de obras.

La ingenieria civil bien aplicada, permite el desarrollo armonico y sustentable de los centros urbanos y las vias de comunicación entre ellos mejoran el nivel de vida de sus ha-bitantes.

Ing. Ernesto Alberto Núñez [email protected]


Agenda

La XXXVI Olimpiada Nacional de Estudiantes de Ingeniería Civil es or-ganizada por la Delega-ción ANEIC UAQ.

El evento constará de Competencias académi-cas, culturales, deporti-vas, técnicas, Recreativas

y Filantrópicas, asamblea de Trabajo para Delegados

La OlimpiANEIC se desarrollará del miércoles 29 de abril al domingo 3 de mayo de 2020, en la Universidad Autónoma de Querétaro, Campus Querétaro

Informes: Andrea Huazano. [email protected]

Seminario Internacional de Técni-cas Modernas de Protección Sísmica de EstructurasDel 27 al 30 de abril de 2020

Lugar: Sala de exámenes recepcionales del CIAC

Informes: Dra. Bertha Alejandra Olmos Navarrete. [email protected]

III Congreso Internacional de Puentes - Chile 2020, Futuros desafíos: Diseño, Construcción y Mantenimiento.

VI Simposio Internacional - Diseño y Construcción de Puentes

El evento se llevará a cabo en Viña del Mar, Chile, de noviembre 17 al 21 de 2020.

El objetivo es reunir a especialistas y estu-diantes del área para discutir sobre las áreas de oportunidad y avances del diseño de puentes.

Cabe destacar que el Dr. Manuel Jara Díaz, del Departamento de Estructuras de nues-tra Facultad, dictará una de las conferencias magistrales durante el evento.

La Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo coorganiza el evento.


Misceláneos

Rafael Soto Espitia: Buenas tardes, estamos con el in-geniero Jesús Antonio Mazier, quien es presidente actual de la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción, y en el marco del 90 aniversario de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Michoa-cana de San Nicolás de Hidalgo, agradecemos este espa-cio para que nos des algunos comentarios acerca de la construcción del país. ¿Cómo ves actualmente la construcción en México?

Jesús Antonio Mazier: Bueno pues veo que no atraviesa su mejor momento, ha sido un año con mucho subejer-cicio por parte del Gobierno Federal; no llega a tener confi anza en los constructores y eso es de preocuparse. Vemos que empieza a querer hacer las obras con gente sin conocimientos, por ejemplo, como los del caso del INIFED o las carreteras de Oaxaca, que ya la está ha-ciendo la comunidad todo por tener desconfi anza de las empresas, yo creo que no es el mejor momento para hacer eso, necesitamos darle trabajo a las empresas, que las empresas paguen impuestos; y que la gente se dedi-que a hacer otras cosas: se las puede dar trabajo se les puede apoyar con obra pasándoles trabajo capacitándo-los, pero no dándoles a ellos completamente la respon-sabilidad de construir.

RSE: El crecimiento en el estado el en el área de cons-trucción, ¿cómo lo visualizas para este 2020 y para el resto del sexenio?

JAM: Creo que el estado ha tomado una buena medida respecto al desarrollo de infraestructura en el estado, ya que solicitó un crédito para invertirlo en construcción y eso pues nos puede dar trabajo, y nosotros movemos tres de cada cuatro ramas económicas, lo cual va a traer bienestar a la sociedad y obras de bastante interés, cómo son las vías de comunicación, que son las que estamos ahorita enfocados a sacar hacia delante que están en es-tado de deterioro muy avanzado y se pretende invertir una cantidad importante al sistema de comunicación en México y en Michoacán principalmente.

RSE: Ingeniero, ¿de dónde es egresado? ¿Dónde es Tu Alma Mater?

JAM: Orgullosamente nicolaita, egresado de la Facultad Ingeniería Civil de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, generación 1996 – 2001.

RSE: ¿Cómo fue tu paso por la Facultad de Ingeniería Civil?, ¿la disfrutaste o no?, platíquenos un poco.

JAM: Sin lugar a dudas creo que ha sido una de las me-jores etapas de mi vida, la disfruté, conocí grandes ami-gos y la pasamos de día y despiertos.

RSE: Dentro de este margen, ¿qué debilidades visualizas en la facultad?

JAM: Veo que ha sido muy complicada la cuestión fi -nanciera por la situación económica que guarda el Esta-do, pero creo que es la única, y también a lo mejor algo de grilla interna entre los mismos maestros y gente del personal directivo, creo que se debe de acabar.

RSE: ¿Cómo te sientes al ser egresado de la Universidad Michoacana y cuál es tu sentimiento?

JAM: Pues yo tengo el sentimiento de pertenencia muy arraigado porque tuve unos excelentes maestros y unos excelentes compañeros. Creo que, como lo ya lo dije, fue una de las mejores etapas de mi vida y eso pues siempre lo voy a tener muy presente.

RSE: ¿Qué consideras que le hace falta a la facultad y a sus egresados?

JAM: Creo que les falta aprender el idioma inglés, que se les de algún otro idioma o por carácter obligatorio y a sus egresados les puede faltar más seguridad.

RSE: Pues, ¿cómo era la facultad en aquellos días y cómo es la facultad al día de hoy en tu perspectiva?

JAM: Sin duda hay varios cambios. Antes se enseñaba más a la gente a pensar y veo que ahora son por semes-tres y por eso como que la veo muy sencilla, pues como que es muy fácil ser ahora ingeniero y creo que la Facul-tad debe de ser la que siempre fue, la complicada, la que te ponen a trabajar y hacer proyectos, que sacaban a un ingeniero chingón.

RSE: ¿Qué fortalezas encuentras en la facultad?

JAM: Sin duda tiene los mejores maestros y tiene gente muy competente. Los laboratorios son de primer nivel, entonces creo que tiene esa fortaleza muy muy marca-da entre todas las demás u niversidades, creo que es la mejor universidad en cuestión de laboratorios y de in-geniería.

Entrevista con el presidente de la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción


Equipo para la medición del movimiento dinámicoManuel Jara Díaz

Misceláneos

El Departamento de Estructuras de la Facultad de Ingeniería de la UMSNH, cuenta con equipo para la

medición de las propiedades dinámicas de estructuras y de suelos. El equipo fue adquirido en distintas etapas como parte del apoyo obtenido para el desarrollo de programas de investigación, y en buena medida, gracias al fi nanciamiento del CONACYT a través del programa de Apoyo para la Actualización de Equipo Científi co. Los instrumentos pueden ser utilizados para las sigui-entes aplicaciones:

• Como estaciones fi jas para la medición de la acele-ración producida por sismos en distintas ubicacio-nes de la ciudad de Morelia.

• Como equipo portátil para la medición de la vibra-ción

• ambiental y obtener las propiedades dinámicas de estructuras y suelos.

• Como estaciones temporales que se instalan duran-te semanas o meses, para registrar la respuesta de las construcciones para movimientos producidos durante su operación y/o construcción.

El equipo existente consiste en: 18 acelerómetros uniaxiales de fuerza balanceada, 16 acelerómetros triaxiales de fuerza balanceada, 5 consolas para registro multicanal de muy alto rango dinámico de doce canales cada una, 10 consolas para registro de cuatro canales cada una, 6 consolas para registro de tres canales cada una, sensores inalámbricos para medición, consisten-te en 10 acelerómetros triaxiales y 24 acelerómetros uniaxiales.

El tipo de acciones que pueden registrarse con los ins-trumentos son: sismos, viento, carga viva, efectos de maquinaria, explosiones y, en general, para cualquier tipo de acción dinámica. Algunas aplicaciones directas del uso del equipo son:

• Evaluación de las propiedades dinámicas de edifi -cios, puentes, patrimonio cultural, histórico y ar-quitectónico, respuesta sísmica del terreno, y en ge-neral, de cualquier tipo de estructura.

• Evolución de daño estructural (salud estructural).• Con fi nes de zonifi cación sísmica.• Durante la construcción y/o operación de una es-

tructura.

Impacto científi co y tecnológicoA pesar de que se cuenta actualmente con métodos ana-líticos y numéricos muy poderosos para determinar las propiedades dinámicas de suelos y estructuras, en todos los modelos se recurre a hipótesis sobre el comporta-miento y/o sobre las características de estos sistemas. Por otra parte, el trabajo experimental que se desarrolla en los laboratorios tiene limitaciones y no es sufi ciente, consecuencia de la falta en el país de un mayor número de laboratorios con un equipamiento adecuado y de los pocos investigadores nacionales enfocados en el trabajo experimental. Como alternativa, para complementar la información sobre la dinámica de estructuras y suelos, se utilizan téc-nicas experimentales realizadas en campo, directamen-te sobre el sistema que se pretende estudiar, con el pro-pósito de verifi car y ampliar el conocimiento existente

Estación de registro sísmico y acelerómetro triaxial para mediciones en campo


en el área. La medición con equipos portátiles ofrece algunas ventajas sobre los métodos numéricos, ya que la determinación de las propiedades del sistema (suelo o estructura) se realiza directamente sobre el objeto de estudio, en condiciones reales, evitando hipótesis sobre las características del sistema y de su entorno. Los re-sultados de las mediciones contribuyen al más amplio conocimiento sobre la respuesta y comportamiento di-námico de las estructuras.Una de las líneas de investigación en las que se utiliza el

equipo, se orienta al estudio de la seguridad y preserva-ción del patrimonio cultural, histórico y arquitectóni-co de las construcciones. El conocimiento actual en el país sobre las características dinámicas de los edifi cios históricos es muy limitado. Los trabajos en este tipo de estructuras se han orientado a la restauración de los monumentos que han resultado dañados por efectos sísmicos, por asentamientos diferenciales del terreno, o para recuperar las propiedades perdidas como conse-cuencia del deterioro ambiental, producto de los años.

Misceláneos

Otra línea de investigación, es la relativa al desarrollo de estudios de vulnerabilidad sísmica de estructuras; en particular, en los últimos años, el grupo de investiga-ción del Departamento de Estructuras, se ha enfocado al aspecto de la seguridad sísmica de puentes. Lo ante-rior se debe a que este tipo de estructuras está sufriendo un cambio notable en los últimos años; este aspecto es poco estudiado en el país por la ausencia de daños en los sismos anteriores a 1990, incluido el sismo de sep-tiembre de 1985, que ha generado la falta de preocu-pación por este aspecto importante de la ingeniería. Es

por esto que el estudio de las propiedades de puentes reales, construidos recientemente tiene una relevancia especial.Otra línea de trabajo consiste en el estudio de la res-puesta del suelo a excitaciones de tipo dinámico, con el propósito de conocer e interpretar las respuestas del terreno sobre el que se construye la infraestructura y contribuir a las propuestas de diseño sísmico. En par-ticular, los trabajos de zonifi cación sísmica han sido desarrollados por varios de los integrantes en diversas poblaciones del estado y del país. El conocimiento so-

Medición de propiedades dinámicas de un puente carretero

Registro de aceleraciones en un sismo y espectro de Fourier


bre las características dinámicas del suelo y estimar su respuesta en las principales ciudades de la región, son investigaciones de gran importancia para la seguridad sísmica del estado y del país.

ResilienciaLos trabajos de investigación están dirigidos a reducir la vulnerabilidad sísmica de diferentes tipos de estruc-turas que forman parte de la infraestructura del país. Los resultados que se obtienen con el equipo contri-buyen a mejorar el conocimiento sobre sistemas cuya falla tiene un impacto social importante. En especial el tipo de estructuras que se estudia, como es el caso de los monumentos que forman parte de la riqueza cultural y artística del país, que son parte de su historia y refl ejo de sus tradiciones. Las estructuras de puentes son ele-

mentos vitales en la comunicación y desarrollo de las comunidades y el estudio de la respuesta del suelo es indispensable para proponer estrategias de construc-ción, crecimiento urbano y diseño sísmico. Todos estos casos tienen un impacto decisivo en la sociedad y en la reducción de pérdida de vidas y pérdidas económicas.En la medida en que se logre incrementar el nivel de seguridad de las edifi caciones, las pérdidas por los da-ños directos a las construcciones, más las perdidas in-directas derivadas de la interrupción en el uso de los sistemas dañados, serán menores para la sociedad en su conjunto. Es importante hacer notar que los estudios están orientados a estructuras que han sido poco estu-diadas en el país y cuya importancia es incuestionable. Los estudios de zonifi cación y de potenciales lugares con efectos de sitio, buscan mejorar nuestro conoci-

Misceláneos

Medición de propiedades dinámicas en el Colegio de San Nicolás y modelo numérico

miento sobre la intensidad sísmica en Morelia, y en otras ciudades ubicadas en zonas de elevada sismicidad pero que han sido poco estudiadas.El grupo de trabajo que ha participado en distintas fa-ses de la adquisición del equipo y en las investigaciones relacionadas, está integrado por:

• Dr. José de Jesús Álvarez Sereno• Dr. Jorge Cruz Díaz• M.en I. Rodolfo Gaytán Rodríguez

• Dr. Hugo Hernández Barrios• Dr. Francisco Hurtado Soto• Dr. Manuel Jara Díaz • Dr. José Manuel Jara Guerrero• Dr. Guillermo Martínez Ruiz• Dra. Bertha Alejandra Olmos Navarrete• M.C. Rafael Manglorio Rojas Rojas• Dr. Jorge Ruiz García• Dra. Alma Rosa Sánchez Ibarra


Misceláneos

La SMIG (Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica

A. C.) es una asociación enfo-cada a proveer de elementos científi cos, que permitan a pro-fesionales de la Geotecnia man-tenerse actualizados en esta ciencia, así como formar parte de una organización que busca

promover y mantener vigente a la Ingeniería Geotécni-ca, en México.

• Dr. Eleazar Arraygue Rocha, Vicepresidente• Dra. Luisa N. Equihua Anguiano, Secretario• Ing. Esteban Brito Chávez, Tesorero• Ing. César Rodolfo Del Castillo Muris, Vocal• Ing. José Manuel Córdova Alanís, Vocal

Mensualmente se imparten conferencias, la fecha de estas conferencias se publican en la página de Face-book de la FIC.

contacto: [email protected]

¿Te gustaría ser parte de la rondalla de la Facultad de Ingeniería Civil?

Forma parte de la historia cultural de nuestra Facultad...

Informes:Ing. Noel Díaz González

Cel. 4431995479


• Organizar cursos de GiD, GiD-OpenSees, Open-Sees, CodeBright e Iber.

• Gestionar licencias de soft ware que se emplea para las actividades de docencia, formación de recursos humanos e investigación relacionadas al Aula.

• Apoyar trabajos de grado, algunos de los cuales per-miten la publicación de trabajos en revistas indiza-das y especializadas.

En las actividades, se ha contado con la participación de los siguientes profesores de la Facultad:

• M.I. Rodolfo Gaytán Rodríguez• Dr. Guillermo Ruiz Martínez• Dr. Jorge Ruiz García• Dr. Carlos Chávez Negrete• Sergio Ricardo Galván González• Dr. Francisco Javier Domínguez Mota• Ing. Miguel Ángel Rodríguez Velázquez

Contacto: Dr. Francisco Domínguez-Mota, [email protected]

El trabajo de las Aulas CIMNE está enmarcado den-tro de la Cátedra UNESCO de Métodos Numéricos

en Ingeniería de la UPC y alineado con las prioridades de la UNESCO. El Aula de nuestra Facultad tiene como objetivos impulsar la formación de recursos humanos, el desarrollo, la difusión y las aplicaciones de los mét-odos numéricos en ingeniería. Ha permitido un efecto sinérgico entre investigadores y estudiantes de nuestra Facultad y de las ingenierías, teniendo como ejes di-versos problema del modelado en colaboración con los departamentos de Hidráulica, Estructuras y Vías Ter-restres de la Facultad de Ingeniería Civil.La página de presentación de nuestra Aula en el sitio de la Asociación internacional de Aulas CIMNE se en-cuentra en la página http://aulas.cimne.com/spaceho-me/3/2195.En concordancia con sus objetivos, las actividades prin-cipales del Aula son las siguientes:

• Organizar en conjunto con las Aulas del CIMAT y del la UG las reuniones de las Aulas CIMNE en Mé-xico.

Misceláneos


Aplicación del método Marshall en la evaluación del desempeño de una mezcla asfáltica modificada con

colillas de cigarrillo

(Application of the Marshall method in the evaluation of the performance of a modified asphalt mixture with

cigarette butters)Salamanca J. C1, Silva Ramos V2, Zambrano Urbano H. L3, Soto Espitia R4

1 Universidad la Gran Colombia, Colombia, [email protected]



4 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México, [email protected]

Resumen– En esta investigación se presenta el proceso de diseño de una mezcla asfáltica densa en caliente con adi-ción de colillas de cigarrillo, la cual tiene como objetivo evaluar las propiedades y el comportamiento de esta me-diante el método de diseño Marshall. Adicionalmente se realizaron los diferentes ensayos a los materiales pétreos (grava y arena) para su caracterización como: el muestreo y cuarteo, peso volumétrico, densidad y absorción, entre otras. Inicialmente, se determinó el contenido óptimo de as-falto, mediante una propuesta granulométrica, seguido del cálculo del contenido mínimo de asfalto para así desarro-llar el proceso de la determinación del contenido óptimo de asfalto. Para las pastillas modifi cadas se consideró varias adiciones entre colillas de cigarrillo, cal hidratada y agua, en diferentes proporciones teniendo como resultado 45 pas-tillas modifi cadas con el fi n de observar el comportamiento de los especímenes y compararlo con el diseño de mezcla convencional de 15 pastillas testigo. Finalmente, se obtuvo como resultado que las pastillas modifi cadas con colillas de cigarrillo presentan un mejor comportamiento en la mezcla asfáltica en comparación a una mezcla asfáltica convencio-nal sin modifi cadores.

Palabras clave– mezcla asfáltica densa en caliente, colillas de cigarrillo, cal, método Marshall

Abstract– This research presents the design process of a hot dense asphalt mixture with the addition of cigarette butts, which aims to evaluate the properties and behavior of this using the Marshall design method. Additionally, diff erent tests were carried out on stone materials (gravel and sand) for their characterization as: sampling and cracking, volu-metric weight, density and absorption, among others. Ini-tially, the optimum asphalt content was determined, using a granulometric proposal, followed by the calculation of the minimum asphalt content in order to develop the process of determining the optimal asphalt content. For the modifi ed tablets, several additions between cigarette butts, hydrated

lime and water were considered, in diff erent proportions, re-sulting in 45 modifi ed tablets in order to observe the beha-vior of the specimens and compare it with the conventional mix design of 15 control tablets. Finally, it was obtained as a result that the modifi ed pills with cigarette butts exhibit a better performance in the asphalt mixture compared to a conventional asphalt mixture without modifi ers.

Keywords- Hot dense asphalt mixture, cigarette butts, lime, Marshall Method

I. Introducción

Gran parte de las colillas de cigarrillos, están hechas de acetato de celulosa, un termoplástico (tipo de

plástico que se funde a altas temperaturas para poder moldearlo) y pueden albergar sustancias tóxicas como hidrocarburos policíclicos aromáticos, nicotina, ar-sénico y otros metales pesados1. Un reporte de la ONG Ocean Conservancy, en el año 2017, indica que las co-lillas suponen el 13% del número total de desperdicios recogidos en su campaña mundial2. Este resultado con-cuerda con los datos de consumo de tabaco: anualmente se fuman 6 billones de cigarrillos en todo el mundo y, de estos, 4.5 billones son depositados en espacios pú-blicos3.1 AMERICAN CANCER SOCIETY. Harmful Chemi-cals in tobacco Products. Disponible en internet: https://www.cancer.org/cancer/cancer-causes/tobacco-and-cancer/carcino-gens-found-in-tobacco-products.html2 JONES Janis, Chief Executive Offi cer. Ocean Conser-vancy International Coastal Cleanup (ICC 2017 Report).3 ELLI SLAUGHTER, Richard M Gersberg, et al. Toxici-ty of cigarette butts, and their chemical components, to marine and freshwater fi sh En: Press Release, 2011, vol. 20, p.25.


La construcción de pavimentos es uno de los costos más importantes en el campo del transporte. En un estudio realizado en Canadá, se descubrió que el costo gasta-do en el pavimento y las calles alcanza los 150 millones de dólares por año. El hormigón asfáltico se encuentra entre los materiales, que se utilizan ampliamente para pavimentos de aeropuertos de arena de carretera. Alre-dedor del 95% de todos los pavimentos del mundo son de tipo asfalto4.En esta investigación se realizó un diseño de mezcla asfáltica densa en caliente con adición de colillas de cigarrillo, las cuales al ser ensayadas a fuerzas de ten-sión tiene una gran resistencia a la presión como a la tracción, además, desarrollan gran fl exibilidad. Por lo tanto, teniendo en cuenta estas características, se me-joró las propiedades mecánicas de una mezcla asfáltica densa en caliente convencional y así, poder darle a este elemento no reutilizable y contaminante una nueva uti-lización en el campo de la ingeniería civil en el ámbito de las vías terrestres enfocado en el diseño de mezclas asfálticas.Para la adición de las colillas de cigarrillo en una mez-cla asfáltica, se buscó cubrirlas con un elemento que siga contribuyendo a mejorar las propiedades mecáni-cas; según la ANCADE (Asociación Nacional de Cales y Derivados de España)5 se ha demostrado que la cal hidratada es la referencia mundial de los modifi cado-res de asfalto para mitigar el daño de la humedad y así ampliar la vida útil del pavimento ya que, reduce el ín-dice de envejecimiento retardando la oxidación. Por lo tanto, el pavimento sigue siendo más fl exible a lo largo del tiempo, y se protege del agrietamiento frágil durante más años.

II. Metodología

Esta investigación se llevó a cabo en México, en el esta-do de Michoacana, Ciudad de Morelia, con la Universi-dad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo facultad de Ingeniería Civil y el respectivo apoyo metodológico de la Universidad la Gran Colombia.Debido a la practicidad y los resultados que se buscaban el método que se seleccionó para evaluar el desempeño de la mezcla fue el Método Marshall, en donde se rea-4 G.H. Shafabakhsh,M. Sadeghnejad, Y. Sajed. Case study of rutting performance of HMA modifi ed with waste rubber pow-der En: Elsevier, 2014, vol. 1, p.69-76.5 ANCADE. Cal hidratada Un aditivo probado para la du-rabilidad de los pavimentos asfálticos. En: EULA (European Lime Association. p.1-4.

lizaron 15 pastillas consideradas como testigo, mismas que no contenían agente modifi cador y 45 pastillas mo-difi cadas, estas fueron determinadas de acuerdo al por-centaje mínimo de asfalto; del universo de las pastillas se compararon entre sí, para conocer el desempeño de las mismas.Para la fabricación de las pastillas fue necesario realizar una recolección de las colillas de cigarrillo, seguido de esto se realizó una visita a un banco de materiales para la extracción de los materiales pétreos; en laboratorio se caracterizaron los materiales y se realizaron los siguien-tes ensayos:

Tabla 1. Ensayos de caracterización a los materiales.Prueba Norma

1 Muestreo ASTM D 75

2 Peso Volumétrico ASTM C 29/C 29M-97

3 Granulometría ASTM C 136-01

4 Densidad y Absorción (Material Grueso) ASTM C 127 - 01

5 Densidad y Absorción (Material Fino) ASTM C 128- 01

6 Equivalente de arenas ASTM D 2419 – 097 Desgaste de los Ángeles ASTM C 131 – 03

Fuente: Propia

Posteriormente se procedió a realizar las pastillas me-diante el método Marshall en donde se agregaron las colillas de cigarrillo saturadas con Cal apagada y agua. La investigación es de tipo experimental puesto que se realiza con parámetros científi cos, el contexto en el que se realiza es de laboratorio, es decir que las condiciones son controladas para así otorgar mayor confi abilidad en los resultados. Esta investigación tiene un enfoque cuantitativo, debido a que todo el proceso de la investi-gación se basa en la recolección de datos en las diferen-tes etapas que tiene el diseño de mezcla asfáltica densa en caliente, además de ser numéricos, exigen de un cál-culo respectivo para el análisis de cada uno de ellos.Para el análisis de los datos se tuvo en cuenta, la varia-ción de cal y agua correspondiente por cada porcentaje de colillas de cigarrillo, con el fi n de no crear mayor in-certidumbre al momento de variar la cantidad de coli-llas de cigarrillo, teniendo las variaciones que se mues-tran a continuación.


Tabla 2. Composición de especímenesPastillas Testigo

Modifi cación 1

Modifi cación 2

Modifi cación 3

-

3 g Colillas de Cigarrillo

3.33 gr de Cal

6.66 ml de agua


5.0 gr de Cal

10.0 ml de agua


6.66 gr de Cal

13.33 ml de agua

Fuente: Propia

III. Resultados y discusión

A continuación se presenta los resultados obtenidos una vez falladas cada una de las pastillas: Se comprueba que las colillas de cigarrillo mejoran las propiedades mecánicas de una mezcla asfáltica densa en caliente, debido a que al momento de realizar las comparaciones entre los resultados de cada una de las pastillas modifi cadas con respecto a las pastillas testi-go, se evidencia que con una menor cantidad de asfalto y con la adición de cantidades de colillas de cigarrillo, cal y agua, cada uno de los valores expresan mejoras; teniendo como fi nalidad la incorporación de un mate-rial no reutilizable que incrementa el desempeño de las propiedades mecánicas de una mezcla asfáltica densa en caliente.

Tabla 3. Resultados del contenido óptimo de asfalto.Pas-tillas

% de as-

falto

Estab-ilidad

(N)

Flujo (mm)

Peso unitar-io(kg/

m3)

Vacíos %

VFA %

VMA %

TES-TIGO

4.2 7700 3.35 2058 3.20 74 12.2

Modi No. 1

4.06 10200 3.50 2130 5.0 70 14

Modi No. 2

4.2 9700 3.95 2196 2.66 77 11.8

Modi No.3

4.08 10200 4.0 2120 3.35 72 12.2

Fuen te: Propia.

La evaluación de las propiedades mecánicas de la mez-cla asfáltica con modifi cación en comparación con las características de la mezcla testigo, presenta una diver-sidad de valores. Inicialmente las pastillas con modifi -cación No.1 obtuvieron valores satisfactorios en com-paración a las pastillas testigo, mejorando la estabilidad,

obteniendo un mayor fl ujo, pero cumpliendo con los re-quisitos de calidad y teniendo unos vacíos, VFA y VMA correctos con los criterios de diseño, lo anterior con un porcentaje menor de asfalto. Por otro lado, en las pasti-llas con modifi cación No.3 también se obtuvo mejores resultados en comparación a las pastillas testigo y con un porcentaje de asfalto inferior; en comparación, en-tre las modifi cadas No.1 que obtuvieron un porcentaje de asfalto menor que las modifi cadas No.3, los valores en general no son muy distantes y comprenden iguales propiedades. En la fabricación de la serie de pastillas con modifi cación No.2 se tuvo un error humano en la distribución de los materiales, lo que alteró la homoge-neidad de la pastilla afectando el peso volumétrico.

IV. Conclusiones

Se caracterizó cada uno de los materiales pétreos para el diseño de la mezcla asfáltica en caliente, los cuales fue-ron sometidos a diferentes ensayos en laboratorio con el fi n de determinar cada una de sus propiedades. Se encontraron resultados de manera satisfactoria debido a que se analizaron mediante criterios de diseño para materiales pétreos usados en mezclas asfálticas densas en caliente, para un tráfi co con un número de ejes equi-valentes iguales a un millón y en los materiales de grava triturada, arena triturada y arena volcánica, cumplien-do con la normatividad para materiales.Se determinó el contenido óptimo de asfalto para la adi-ción de 3 g de colillas de cigarrillo, cubiertas por diver-sas cantidades de cal 3.33, 5 y 6.66 g disuelta en 6.66, 10 y 13.33 ml de agua respectivamente; estos valores se resumen en las gráfi cas las cuales representan: estabili-dad, fl ujo, porcentaje de vacíos, peso unitario, VMA y VFA, para cada variación de material como lo son: las colillas de cigarrillo, cal y agua. Se encontró que para los especímenes modifi cados No. 1 el contenido óptimo fue de 4.06%, para las modifi cadas No.2 de 4.2% y mo-difi cadas No.3 de 4.08%.La obtención de mezclas asfálticas con asfaltos óptimos menores a los diseños convencionales benefi cia econó-micamente el producto e impacta positivamente el me-dio ambiente al tener menos consumos de asfalto y la reducción de residuos sólidos a disponer.

Agradecimientos

Agradecemos a la Universidad la Gran Colombia por brindarnos el apoyo para realizar nuestro intercambio


académico. A la Universidad Michoacana de San Nico-lás de Hidalgo por permitirnos cursar un año académi-co y ser partícipe del inicio de esta investigación.Agradecer a los docentes de la Universidad la Gran Co-lombia-Facultad de Ingeniería Civil y Universidad Mi-choacana de San Nicolás de Hidalgo-Facultad de Inge-niería Civil. Además, de los encargados del laboratorio de Mezclas Asfálticas por su apoyo en nuestro proceso. Directamente agradecer al Doctor Rafael Soto Espitia docente de la UMSNH-FIC por ser pionero en esta in-vestigación; Ingeniero Harol León Zambrano docente UGC-FIC por su apoyo en continuar y fi nalizar esta in-vestigación y a la Docente Laura Cala por su apoyo me-todológico, cabe resaltar el agradecimiento a cada una de las personas que nos brindó su apoyo para culminar este proceso.

Referencias

[1] AMERICAN CANCER SOCIETY. Harmful Che-micals in tobacco Products. Disponible en internet: https://www.cancer.org/cancer/cancer-causes/tobac-co-and-cancer/carcinogens-found-in-tobacco pro-ducts.html.

[2] ANCADE. Cal hidratada Un aditivo probado para la durabilidad de los pavimentos asfálticos. En: EULA (European Lime Association). p.1-4

[3] ASPHALT INSTITUTO. Principios de Construc-ción de pavimentos de mezcla asfáltica en caliente. Se-rie de manuales No. 22 (MS-22).

[4] CMT CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIA-LES. Calidad de mezclas asfálticas para carreteras. N-CMT-4-05-003/02. Estados Unidos mexicanos.

[5] INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Análisis vo-lumétrico de mezcla asfáltica compactada en caliente I.N.V. E – 799 - 07. Colombia

[6] MAHDI ABTAHI, Sayyed Mohammas Sheikhzadeh y Sayyed Mahdi Hejazi. Fibre reinforced asphalt con-crete A review. En: ELSEVIER Construction and Buil-ding Materials. Diciembre, 2009. vol.24

[7] MOHAJERANI Dr. Abbas. Physico mechanical pro-perties of asphalt concrete incorporated with encapsu-lated cigarette butts. En: ELSEVIER Construction and Building Materials. Julio, 2017. vol.153

[8] SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANS-PORTE. Aspectos de diseño volumétrico de mezclas as-fálticas. ISO 9001:2000. Sanfandila, Oro: 2004.

[9] G.H. Shafabakhsh, M. Sadeghnejad, Y. Sajed . Case study of rutting performance of HMA modifi ed with waste rubber powder En: Elsevier, 2014, vol. 1, p.69-76.


Sistema automático de información hidrológica de Morelia

Automatic System of Hydrological Information in Morelia

Daniel Rodriguez Licea1, Sonia Tatiana Sá nchez Quis-pe2, Francisco Javier Domí nguez Mota3

1Universidad Michoacana de San Nicolá s de Hidalgo; [email protected]



Resumen: En países en desarrollo los altos costos de dis-positivos de monitoreo de variables meteorológicas afectan negativamente a la gestión de riesgos ambientales (sequias, avenidas, cambio climático) debido a la baja densidad de ubicación de estaciones meteorológicas, así como intervalos de tiempo inadecuados en la adquisición de los datos, unido a una actualización tardía de las bases de datos en los que se incorporan. El clima es muy susceptible a cambios, por ello el interés de generar información sufi ciente en cantidad, calidad y en tiempo real. Como solución a este problema, en esta tesis se propone desarrollar un Sistema Automático de Información Hidrológica SAIH, constituido por una red de monitoreo formada por estaciones meteorológicas construi-das con microcontroladores y sensores de bajo costo a tra-vés de Arduino, un servicio de base de datos en la nube que permite la administración, manipulación y análisis de datos en gran escala enviados por las estaciones meteorológicas, un Sistema que permita no solamente adquirir datos, sino también generar alertas a través de SMS, Twitter y Face-book (cuando las variables estén fuera del rango de toleran-cia), una plataforma web y un APP que le permite al usuario la visualización de la información espacial y temporalmente y la descarga de las bases de datos de precipitación, tempe-ratura y humedad de cada estación. Para ser confi ables, los sensores de las estaciones meteorológicas que recogen los datos deben pasar por un proceso de calibración a través de climas controlados en laboratorio y por comparación de ob-servaciones con estación cercana, posteriormente validados bajo las normas de la Organización Meteorológica Mundial y la Norma Mexicana NMX-AA-166/1-SCFI-2013. El SAIH propuesto debe entregar información en cantidad y calidad, y formará parte de los sistemas de alerta temprana para la toma de decisiones y generación de acciones necesaria para la gestión de riesgos ambientales.

Palabras Clave: bajo costo, monitoreo, tiempo real, alerta temprana, meteorologí a.

Abstract: In developing countries, the high costs related to the acquisition of meteorological variables poses a challen-ge on the monitoring of environmental risks (drought, wea-ther change). This is is due to the fact that there is a low number of available stations, which in addition sample at an inadequate time rate, and also to a the slow process of data updating in the databases which store the data. Weather changes fastly and constantly, so data acquisition should be as complete as possible and provide quality data in real-ti-me. In order to fulfi l the need of reliable weather data acqui-sition, in this thesis we carry out the development of an Au-tomatic System of Hydrological Information (SAIH), based on a monitor network conformed by low cost meteorological stations equipped with sensors and microcontrollers running under Arduino, as well as a cloud database service capable not only of storing data but also of issuing alerts via SMS, Twitter and Facebook (when safe threshold limits are ex-ceeded), and a web page and an app to allow the interaction with -and downloading of- the precipitation, temperature and moisture data measured by the stations. According to the offi cial mexican norm NMX-AA-166/1-SCFI-2013 and those issued by the WMO, to provide with accurate measurements, the sensors in the stations underwent a careful calibration process under controlled artifi cial weather conditions and their produced data must compared satisfactory to those of a nearby station. The proposed system, SIAH, is intended to provide a comprehensive amount of quality data, and will be part of a set of decision making tools and early warning system aimed at mitigating the eff ect of environmental risks.

Introducción

Un sistema de bajo costo para la adquisición de datos meteorológicos en tiempo real también es Sistema

Automático de Información Hidrológica (SAIH) el cual se sustenta de un Sistema de Información Geográfi ca (SIG), conformado por: hardware, soft ware y proced-imientos diseñados para soportar la captura, adminis-tración, manipulación, análisis, modelación y grafi ca-ció n de datos u objetos referenciados espacialmente, para resolver problemas complejos de planeación y ad-ministración.Un SAIH permite la lectura, edición, almacenamien-to, gestión de datos espaciales, análisis de dichos datos (esto puede incluir desde consultas sencillas a la elabo-


ración de complejos modelos, y puede llevarse a cabo tanto sobre la componente espacial de los datos como sobre la componente temática) y la generación de re-sultados tales como mapas, informes, gráfi cos, etc., en tiempo real. Permitiéndole al SAIH ser un sistema de alerta temprana.Los sistemas de alerta temprana se caracterizan por incluir sensores en su sistema, proporcionar datos en tiempo real, por lo general son sistemas de monitoreo ambiental que se construyen para proporcionar datos durante periodos de tiempo largos, en general, los siste-mas de alerta temprana son instrumentos de medición muy complejos. Todos los requisitos para la determina-ción, precisión y repetitividad solo pueden ser garanti-zadas por el mantenimiento y calibración de equipos de medición(Farid, Prawito, Susila, & Yuniarto, 2017).

Antecedentes

En la literatura se han encontrado diversos estudios e investigaciones que conllevan el desarrollo de sistemas de información a través del uso de microcontroladores y sensores de bajo costo para la creación de dispositi-vos de medición de variables meteorológicas, la imple-mentación de servicios de bases de datos en la nube y la visualización de la información en App’s y plataformas web. Estos sistemas incorporan en el estudio los con-ceptos de tiempo real, bajo costo, alerta temprana, IoT (Internet of Th ings) y Big Data los cuales relacionan di-rectamente al proyecto que se desarrolla en esta inves-tigación.Imtiaz, Omar, y Ali implementan una estación basada en Arduino con el uso de sensores de bajo costo de tem-peratura, humedad, presión atmosférica y velocidad del viento. La transmisión de información se hace median-te un protocolo HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) a través de un shield de Ethernet para Arduino para esta-blecer la conexión con la base de datos de MySQL (My Structured Query Language), a partir de esta se diseña un sitio web que permite al usuario visualizar y descar-gar los datos históricos y en tiempo real (Imtiaz, Omar, & Ali, 2018).Srivastava, Singh, y Singh desarrollan un sistema de monitoreo del aire en tiempo real basado en IoT con la ayuda de Arduino, este se forma a través de estacio-nes de monitoreo de aire que envían información de temperatura, humedad, gas ozono, presión, gas CO, gas NO2, presencia de polvo, gas CO2, gas metano y ruido a un canal en Th ingSpeak a través de un modulo de WiFi (Wireless Fidelity IEEE 802.11x). El canal de

Th ingSpeak permite la visualización y descarga de la in-formación temporalmente accediendo a través de la red de internet desde un ordenador o teléfono inteligente (Srivastava, Singh, & Singh, 2018).Muñoz, Yumang, Japitana, Medina, y Tibayan diseñan, prueban e implementan un dispositivo de adquisición de datos meteorológicos en tiempo real basado en Ar-duino que mide temperatura, humedad relativa y la precipitación. El dispositivo transmite la información a una base de datos a través de GPRS 2G (General Packet Radio Service, 2 generation) posteriormente se enlazan a un sitio web que permite la visualización temporal de la información y la descarga de esta. Los sensores que se han utilizado para la adquisición de datos se some-ten a un proceso de calibración y validación con climas controlados en laboratorio, obteniendo como resultado la efectividad del sistema hasta un 93.36% (Muñoz, Yu-mang, Japitana, Medina, & Tibayan, 2018).Netto y Arigony-Neto describen el diseño y la imple-mentación de una estación meteorológica automática de bajo costo desarrollada a través de Arduino, es un equipo electromecánico utilizado para recopilar, alma-cenar y transmitir datos meteorológicos de una región determinada de forma autónoma. Este dispositivo re-gistra datos de presión atmosférica, temperatura del aire, precipitación liquida, humedad, radiación solar, velocidad y dirección del viento. Almacena los datos en una tarjeta SD y en algunos casos es capaz de enviar los datos a servidores remotos (Netto & Arigony-Neto, 2019).Strigaro, Cannata, y Antonovic, 2019 desarrollan una estación meteorológica de bajo costo basada en Ardui-no la cual transmite datos de precipitación, temperatu-ra, humedad del aire y suelo, velocidad y dirección del viento e intensidad de luz solar a través de GPRS 2G a una base de datos OSGEO (Open Source Geospatial Foundation). Evalúan cuantitativamente la calidad de los datos, mediante la comparación de observaciones de la estación meteorológica de bajo costo con una esta-ción comercial cercana de marca Trevano, obteniendo como resultado la fi abilidad del proyecto de tal mane-ra que los países en desarrollo establezcan sistemas de monitoreo con tecnología a bajo costo (Strigaro, Can-nata, & Antonovic, 2019)inadequate weather monito-ring systems adversely aff ect the capacity of managing natural resources and related risks. Low-cost and IoT devices combined with a large diff usion of mobile con-nection and open technologies off er a possible solution to this problem. Th is research quantitatively evaluates the data quality of a non-conventional, low-cost and fu-


lly open system. Th e proposed novel solution was tested for a duration of 8 months, and the collected observa-tions were compared with a nearby authoritative wea-ther station. Th e experimental weather station is based in Arduino and transmits data through the 2G General Packet Radio Service (GPRS.Haque, MD. Shatil, Tusar, Hossain, y Rahman desa-rrollan una estación meteorológica autosustentable energéticamente basada en Arduino, devuelve datos de temperatura, humedad, gotas de lluvia, monóxido de carbono, humo, GLP en el medio ambiente y presión barométrica a través de SMS por medio de un modulo GSM que transmite los datos a los usuarios por medio del protocolo de comunicación GPRS 2G (Haque, MD. Shatil, Tusar, Hossain, & Rahman, 2019).Farid, Prawito, Susila, y Yuniarto desarrolla un sistema de alerta temprana de preparación nuclear basado en Arduino, obteniendo mediciones de radiación ambien-tal que se transmiten por GPRS 2G a una base de datos y visualizados en un sitio web (Haque et al., 2019).

Objetivos

General: Crear un Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH) de bajo costo capaz de medir y so-portar la captura, administración, manipulación, análi-sis, y visualización temporal y espacial de datos de pre-cipitación, temperatura y humedad relativa en tiempo real, constituyendo un sistema de alerta temprana para la prevención de riesgos ambientales ((sequias, aveni-das, cambio climático).

Materiales y métodos

El desarrollo de sistemas de información está basado bajo una metodología sistemática con el cual se lleva a cabo el análisis y diseño de los sistemas de información. Es una metodología en fases para el análisis y diseño, de acuerdo con la cual los sistemas se desarrollan mejor al utilizar un ciclo especifi co de actividades específi co de actividades (Kendall, 2011). La metodología se divide en siete fases:

1. Identifi cación de los problemas y oportunidades.2. Determinación de los requerimientos humanos de información.3. Análisis de las necesidades del sistema.4. Diseño del sistema recomendado.5. Desarrollo y documentación del hardware y soft ware.

6. Prueba y mantenimiento del sistema.7. Implementación y evaluación del sistema.

Resultados

Como zona de estudio se ha defi nió la ciudad de More-lia con la fi nalidad de llevar la aplicación de los SAIH en un entorno donde la sociedad pueda ser benefi ciada a través de la información que este genera.La caracterización de la zona de estudio se realizó con el objetivo de identifi car los sistemas de información que actualmente se encuentran en la zona los cuales posteriormente fueron analizados principalmente bajo criterios de caracterización de los sistemas de alerta temprana revisando que estos cumplieran con las ca-racterísticas que forman a estos como Farid lo mencio-na (Farid et al., 2017). La funcionalidad de los sistemas existentes en la zona de estudio, no se acerca a la de un SAIH debido a que no monitorean en tiempo real, no emiten alertas tempranas, no generan bases de datos históricas, no es posible obtener la información, sus dis-positivos de adquisición de datos son costosos y fi nal-mente la visualización de la información no hace uso de SIG lo cual vuelve a la información difícil de identifi car espacialmente.Hoy en día existen tecnologías de bajo costo lo cual puede aprovecharse para el desarrollo de dispositivos de medición, además de la diversidad de las bases de datos IoT que pueden implementarse junto con los dis-positivos de medición para la generación de fi cheros de información continua y en tiempo real. Incorporando estas tecnologías es posible utilizar gestores para el de-sarrollo de sitios web donde la información pueda ser visualizada además de la incorporación de las Apis de google para la visualización temporal y espacial.Los requerimientos humanos de los usuarios que se sir-ven de estos sistemas y de su información, particular-mente sus necesidades son diversas que dependen del objetivo del uso de estos, ya sea para gestión de riesgo, planeación o una simple consulta del clima, no obstan-te, es posible uniformizar los requerimientos a un usua-rio global de tal forma que pueda ser analizado como usuario único.Analizando los problemas, oportunidades y requeri-mientos humanos es posible detallar una propuesta la cual, de solución a la problemática planteada, se ha de-terminado el desarrollo de un SAIH el cual incorpore la funcionalidad de sistema de alerta temprana. Esta pro-puesta como tal no es una propuesta de reingeniería de los sistemas actuales si no una propuesta de desarrollo


de un sistema alterno basado en las características de un sistema automático de información conjuntas de un sistema de alerta temprana.El desarrollo del sistema consta de tres puntos principa-les que son: la creación de un dispositivo de medición, la implementación de una base de datos IoT y el desa-rrollo de plataformas de visualización. Primeramente, se inició con la creación del dispositivo de medición, donde previo de un análisis se identifi có que para el monitoreo de una zona por remota que esta sea debe poderse instalar una red de EMABC’s (esta-ciones meteorológicas automáticas de bajo costo) que devuelvan información a una base de datos con la fi na-lidad de conocer el comportamiento del clima del sitio y además de alertar sobre riesgos ambientales posibles. Considerando lo anterior se ha defi nido el desarrollo de dos EMABC’s una con comunicación Wifi y la otra con comunicación GSM de tal forma que donde no exista la posibilidad de conectarse a la red de internet pueda uti-lizarse la red GSM para enviar la información medida por las EMABC’s. Para el desarrollo de la EMABC Wifi se realizaron cua-tro iteraciones las cuales fueron sufi cientes para obtener un producto funcional. La iteración 1 se desarrolló a través de la incorporación de sensores y placas sin pre-vio análisis, al igual que el sistema de alimentación eléc-trica autosustentable, con la fi nalidad de experimentar con las diversas placas y sensores, a través de esto se abrió camino al perfeccionamiento del dispositivo. Tomando en cuenta los requerimientos para el desarro-llo de la EMABC Wifi y los resultados de las pruebas de la iteración 1, se rediseña el prototipo incorporando nuevos microcontroladores de tal forma que los proble-mas del dispositivo de la iteración 1 puedan resolverse, por ello se incorporan las placas NodeMCU ESP8266, estas placas incluyen un modulo de Wifi , que hace al dispositivo mas compacto electrónicamente, estabiliza la conexión Wifi para una escritura continua en la base de datos. Estos desarrollos llevan implícito un tanto de seguimiento de investigaciones relacionas de tal forma que facilita la mejora del dispositivo ya que se utilizan componentes recomendados por otros investigadores. Con la incorporación de estos nuevos microcontrola-dores y la sustitución de los módulos de Wifi y reloj en tiempo real el dispositivo es menos costoso, además de requerir menos energía eléctrica para su funciona-miento. Al reducir el consumo de energía eléctrica el sistema de alimentación eléctrica autosustentable no se rediseña con el objetivo de probar si es sufi ciente para este, no obstante, resulta lo contrario. En las pruebas de

funcionamiento de la iteración 1 no se realizan análisis de sensibilidad de lo sensores por ello no se aprecia el mal funcionamiento del sensor YFS-201, hasta la ite-ración dos que se prueba con distintos tipos de lluvia desde una débil hasta una muy fuerte, el sensor no fue capaz de medir las lluvias débiles de ahí la difi cultad de poder entregar datos precisos de precipitación. El sen-sor YFS-201 se sustituirá en una tercera iteración por el sensor YL-83 que (Durrani, Khurram, & Khan, 2019) incorpora a un prototipo de estación meteorológica automática de bajo costo. Con la incorporación de este sensor a nuestro prototipo solo es necesario utilizar un microcontrolador el cual puede obtener los datos de los dos sensores ya que se trata de dos señales digitales, de aquí la posibilidad de que el sistema de alimentación eléctrica autosustentable sea sufi ciente ya que el con-sumo eléctrico del dispositivo se ha reducido aun mas. Como se menciona en la revisión del dispositivo en la iteración 3, el sensor YL-83 no es sufi ciente para las me-diciones de precipitación acumulada ya que este retiene agua en su superfi cie de medición y altera las medicio-nes, nuevamente el sistema de alimentación eléctrica autosustentable no es sufi ciente para mantener el dis-positivo funcional al menos 24 horas. De las revisiones bibliográfi cas que continuamente se realizan, (Strigaro et al., 2019) en su investigación prueba diversos senso-res para obtener la calidad de la información que estos devuelve a través de esta investigación nos damos cuen-ta que el sensor DHT11 no es lo sufi ciente para devolver información precisa como lo requiere la OMM. Debido a lo anterior es necesario desarrollar na cuarta iteración sustituyendo al sensor YL-83 y al DHT11 por un sen-sor de balancín y un DHT22 respectivamente, además de involucrar un diseño especifi co para el sistema de alimentación eléctrica autosustentable. Después de po-ner en marcha este dispositivo y generando pruebas en laboratorio con distintos climas es que resulta este dis-positivo un producto fi nal en su iteración 4, estable de medición continua y en tiempo real y autosustentable eléctricamente (fi gura 1). Basándonos en el dispositivo de la iteración 4 es que se procede al desarrollo de la EMABC GSM rediseñando la arquitectura del prototipo Wifi y llevándolo a la co-municación Wifi utilizando un modulo capaz de conec-tarse a la red GPRS 2G el cual se controla con un micro-controlador Arduino UNO. Este dispositivo mantiene conexión con la base de datos enviando continuamente sin interrupciones información a la base de datos, los sensores fueron probados anteriormente en el disposi-tivo Wifi por lo cual no es necesario probar su funcio-


nalidad con el dispositivo GSM ya que el rediseño solo involucra el protocolo de comunicación (fi gura 2).El desarrollo de estos dispositivos con conectividad a internet va mas allá de las antiguas formas de medir el clima, por ello es indispensable la vinculación con bases de datos IoT.

Figura 1: EMABC Wifi Iteración 4.Fuente: Daniel Rodriguez Licea

Fi gura 16: EMABC GSM Iteración 4.Fuente: Daniel Rodriguez Licea

La implementación de las bases IoT mejoran el ren-dimiento de la captura, análisis y manipulación de la información ya que su compatibilidad y simplicidad de conexión con sistemas basados en Arduino las hace adecuadas para el uso. Th ingSpeak es un servicio de base de datos que permite capturar información envia-da por dispositivos IoT, visualizarla y descargarla, ofrece un plan gratuito para estudiantes que lo hace realmente relevante para la implementación en un sistema como el que se desarrolla de bajo costo ya que nos mantiene en este concepto. Ubidots funciona exactamente que la anterior, además de que contiene servicios adicionales como los eventos de llamada, SMS, emails etc., por ello es un servicio de paga no obstante recomendado en la implementación de sistemas de información como (En-ciso & Vargas, 2018) lo menciona en su investigación.Estas bases de datos permiten la vinculación con sitios web a través de iframes vinculados por claves Api de una manera muy sencilla, hoy en día existe una diver-sidad de hostings en la web que permiten el desarrollo de sitios web, en este caso elegimos wix ya que es uno de los servicios de hosting antiguos que representan seguridad. Wix se ha prestado para plasmar todo un concepto de prototipo de baja fi delidad funcional de un sistema el cual presenta información de precipita-ción, temperatura y humedad del aire con visualización temporal y espacialmente. El diseño del sitio web se desarrollo considerando un usuario universal que eng-lobaba todas las necesidades de los distintos usuarios. Con base en lo anterior y siguiendo el desarrollo bajo el concepto HCI, se creo una persona (usuario), este considerado como un tomador de decisiones ya que es aquel que se enfrenta hoy a la planifi cación de acciones contra riesgos. El diseño de la interfaz es el paso mas importante en el desarrollo de sistemas de información ya que esta es la cara del sistema con la cual el usuario interactúa, debido a esto es que se busco la funciona-lidad y la usabilidad de esta. Para lograr estos requisi-tos fue que se inicio con un prototipo de baja fi delidad probado en papel con usuarios reales donde se busco la usabilidad optima. Una vez optimizado el prototipo es que se decidió generar el prototipo de alta fi delidad en wix.com (www.saihmorelia.com ver fi gura 3) con el uso de sus herramientas de diseño. La representación espacial de las estaciones facilita al usuario la ubicación de los puntos de interés que este requiere ubicar para la obtención de información del sitio. La presentación temporal de los datos, para el usuario le es de fácil en-tendimiento ya que esta puede presentarse en diversas escalas de tiempo, y facilita el análisis (fi gura 3). La


descarga de información de las estaciones le permite al usuario utilizar herramientas distintas para un análisis posterior de la información, cuando esto así lo requiera. Hoy en día la tendencia del uso del teléfono móvil va en ascendente crecimiento por ello, es que se planteo el desarrollo de una aplicación móvil, los usuarios pue-den acceder a la información con mas facilidad ya que no es necesario acceder desde un computador, ni de un navegador móvil, si no, desde una aplicación ofi cial que redirecciona al sitio web en un formato de móvil (fi gura 4). El desarrollo de la aplicación se llevó a cabo median-te un soft ware de uso libre ya que se pretende mante-ner el concepto de bajo costo, existen diversos gestores para desarrollar fi cheros jdk, pero por lo general son de paga. Bien se puede tener un fi chero jdk que puede ir de mano en mano para la instalación en los móviles, pero esto suele ser de poca confi anza para los usuarios ya que pueden instalar un programa maligno y no lo que realmente se esta buscando. Por ello se ha creado una cuenta en google Play con la fi nalidad de ofi cializar la App en una tienda donde cualquier usuario pueda acceder para descargarla y que mejor que la tienda ofi -cial de aplicaciones para Android. p p

Figura 3: Plataforma web del SAIHFuente: www.saihmorelia.com

Figura 4: App SAIHFuente: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.

wSAIHMorelia_9872627&hl=es-419

La visualización de la información y el fácil acceso es de gran ayuda para los usuarios ya que en segundos pue-den obtener información en tiempo real de diversos si-tios de Morelia, no obstante, la importancia del uso de la información en tiempo real es la generación de aler-tas las cuales deben ser visualizadas por los usuarios. En este caso se eligió Twitter ya que es una de las redes sociales de mas rubro social. Twitter se ha convertido en una plataforma importante para la comunicación entre políticos y sus seguidores (Sainudiin, Yogeeswa-ran, Nash, & Sahioun, 2019). De esta manera postear las alertas de eventos de lluvia fuera de tolerancia, hace una forma de mantener informados a los usuarios y a las personas en general que siguen la cuenta. Con las herramientas existentes de IFTTT es evidente que se pueden realizar tareas automáticas de republicación de las alertas que se envían a twitter y por que no llevarlas a otras redes sociales si los usuarios se encuentran en estas, por ello se usa esta herramienta para publicar en Facebook las mismas alertas que Twitter recibe. La ge-neración de alerta se vuelve posible con el uso de estos servicios IoT como Th ingSpeak y Ubidots, ya que per-miten el análisis de la información e inmediatamente

enviar las alertas si esta se encuentra fuera de los rangos de tolerancia.Para que la información llegue al usuario, de tras de esto se encuentran los algoritmos que controlan las placas de desarrollo de las EMABC. Estos están desarrollados en un lenguaje de programación C, estos llevan a cabo la instrucción desde la conexión a la red Wifi o GSM, obtención de información y el envió de esta a las bases de datos IoT para su análisis, almacenamiento y publica-ción a cada minuto. Existen dos algoritmos diferentes ya que tenemos dos protocolos de comunicación con las bases de datos di-ferentes, y estos requieren diferentes con-fi guraciones para su funcionalidad. Estos fueron mejorados en paralelo con el desa-rrollo de los dispositivos ya que cada vez se mejoraban mas hasta llegar a optimizarlos casi al 99%. Para el SAIH es de gran importancia que las mediciones sean adecuadas ya que esto representa la confi abilidad de la informa-ción que se entrega por ello es por lo que los sensores pasaron por ciertas pruebas de

precisión, calibración y validación. En el caso del sen-sor DHT22 se sometió a una prueba de precisión con


comparación de observaciones con estación cercana, de esto resulta que la información medida realmente esta dentro de los rangos de precisión de la estación comer-cial. Existe un error medio el cual no esta dentro del rango de la norma por ello es que se requiere de la cali-bración del sensor y posteriormente realizar mas medi-ciones para la validación de la información.Finalmente se presentan dos modelos de SAIH identi-fi cados por la base de datos donde difi eren, entiéndase que el uso de Th ingSpeak es de uso gratuito lo cual no implica costos adicionales a la construcción del siste-ma, pero existen limitaciones desde la cantidad de datos a generar y los tiempos de escritura cortos, en nuestro caso no existe problema con ello ya que se generan da-tos a cada minuto (fi gura 5). El modelo que se basa en Ubidots (fi gura 6) si requiere de costos adicionales de-pendiendo del plan que se adquiera, este se cobra en base a la cantidad de dispositivos que se quieran instalar y se recomienda utilizarlo cuando se pretenda montar el sistema por una institución gubernamental que tenga los fondos sufi cientes para cubrir los gastos del SAIH.

Figura 5: SAIH basado en ThingSpeak.Fuente: Daniel Rodriguez Licea

Figura 6: SAIH basado en Ubidots.Fuente: Daniel Rodriguez Licea

Conclusiones

“El cambio tecnológico, particularmente en los países en desarrollo, no se trata solo de innovar en la frontera, sino también de adaptar los productos y procesos existentes para lograr mayores niveles de productividad según co-rresponda a sus contextos locales. En este proceso, la ca-pacidad de las empresas globales y empresas locales para acceder a los conocimientos tecnológicos es fundamental para confi gurar su capacidad de proporcionar productos y servicios, que creemos que son esenciales para mejo-rar el nivel de vida, y que también podrían promover el crecimiento y la competitividad“ (Strigaro et al., 2019). En e ste sentido, el Sistema Automático de Información Hidrológica de Morelia puede ser una oportunidad para los países en desarrollo de monitorear variables meteorológicas en tiempo real con la fi nalidad de ge-nerar información en cantidad y calidad para la gestión de riesgos ambientales (inundaciones, sequias, cam-bio climático) a bajo costo. Este concepto se mantiene cuando con el uso de las tecnologías de bajo costo que se han utilizado se desarrollan los dispositivos de me-dición con los cuales puede monitorearse tanto zonas urbanas y rurales por muy remotas que sean estas. La implementación del internet de las cosas en el desa-rrollo de estos dispositivos de medición es una de las oportunidades mas aprovechadas en la investigación ya que con esto fue posible la implementación de bases de datos IoT capaces de recibir información y publi-carlas en un sitio web y un App en tiempo real, además de emitir alertas en el caso de que la precipitación este fuera del rango de tolerancia. La visualización espacial y temporal le dan un plus al SAIH en la usabilidad de

las plataformas para el usuario ya que es muy fácil de leer la información. Un sistema que emite datos en cantidad y además con calidad es una gran oportuni-dad de aplicación dentro de la investigación del clima. Esta investigación ha seguido toda una metodología sistemática la cual implica desde el estudio de necesi-dades y oportunidades para el desarrollo, calibración y validación de un sistema de adquisición de datos me-teorológicos en tiempo real. Por ello la importancia de la aplicación de una metodología sistemática que pos-terior a la puesta en marcha se siga replicando para la reingeniería continua del SAIH.


Referencias bibliográficas

Durrani, A., Khurram, M., & Khan, H. R. (2019). Smart Weather Alert System for dwellers of diff erent Areas. Proceedings of 2019 16th International Bhur-ban Conference on Applied Sciences and Technology, IBCAST 2019, 333–339. https://doi.org/10.1109/IB-CAST.2019.8667190

Enciso, L., & Vargas, A. (2018). Interface with Ubi-dots for a fi re alarm system using WiFi. Iberian Con-ference on Information Systems and Technologies, CISTI, 2018-June, 1–6. https://doi.org/10.23919/CIS-TI.2018.8399327

Farid, M. M., Prawito, Susila, I. P., & Yuniarto, A. (2017). Design of early warning system for nuclear pre-paredness case study at Serpong. 030067. https://doi.org/10.1063/1.4991171

Haque, M. I., MD. Shatil, A. H., Tusar, A. N., Hossain, M., & Rahman, M. H. (2019). Renewable Powered Por-table Weather Update Station. 2019 International Con-ference on Robotics,Electrical and Signal Processing Te-chniques (ICREST), 374–377. https://doi.org/10.1109/ICREST.2019.8644330

Imtiaz, A., Omar, S. G., & Ali, T. A. (2018). Effi cient De-sign of a Low Cost Portable Weather Station. 2018 In-ternational Conference on Computer Communication and Informatics (ICCCI), 1–7. https://doi.org/10.1109/ICCCI.2018.8441207

Kendall, K. E. (2011). Analisis y Diseno de Sistemas (Octava Edi). Retrieved from www.xlibros.com

Muñoz, R. C., Yumang, X. S., Japitana, S. J. A., Me-dina, K. R. C., & Tibayan, J. E. T. (2018). Micro-wea-ther Station System for Small Geographical Covera-ge in the Philippines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 192, 012064. https://doi.org/10.1088/1755-1315/192/1/012064

Netto, G. T., & Arigony-Neto, J. (2019). Open-source Automatic Weather Station and Electronic Ablation Station for measuring the impacts of climate chan-ge on glaciers. HardwareX, 5, e00053. https://doi.or-g/10.1016/j.ohx.2019.e00053

Srivastava, C., Singh, S., & Singh, A. P. (2018). IoT-Ena-bled Air Monitoring System. 173–180. https://doi.org/10.1007/978-981-13-6095-4_13

Strigaro, D., Cannata, M., & Antonovic, M. (2019). Boosting a Weather Monitoring System in Low Inco-me Economies Using Open and Non-Conventional Systems: Data Quality Analysis. Sensors, 19(5), 1185. https://doi.org/10.3390/s19051185


El laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas de la Facultad de Ingeniería Civil

The instrumentation laboratory and non-destructive optical tests of the Faculty of Civil Engineering

Carlos A. Júnez-Ferreira1, Yajaira Concha Sánchez1, Gabriel Arroyo Correa2

1 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ingeniería Civil, Edifi cio C, Ciudad Universitaria, Av. Francisco J. Mújica S/N, C.P. 58030, Morelia, Michoacán, México.

2 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Edifi cio Alfa, Ciudad Universitaria, Av. Francisco J. Mújica S/N, C.P. 58030, Morelia, Michoacán, México.

Resumen: El presente documento tiene la fi nalidad de mos-trar a la comunidad de la Facultad de Ingeniería Civil parte de los trabajos que se realizan en el laboratorio de instru-mentación y pruebas ópticas no destructivas, pertenecien-te al Departamento de Ciencias Básicas y Matemáticas, el cual pretende constituir un apoyo para actividades de in-vestigación y docencia. La mayor parte de los trabajos ex-perimentales que se están comenzando a llevar a cabo en este laboratorio se encuentran orientados principalmente al área de la interferometría, la cual está constituida por un conjunto de técnicas no invasivas que combinan ondas electromagnéticas (e.g. luz) mediante dispositivos (lentes, espejos, divisores de haces, etc.) para obtener imágenes aplicando el principio de superposición. El análisis de estas imágenes permite cuantifi car, con gran precisión, paráme-tros que caracterizan el comportamiento de un objeto, tales como desplazamientos, deformaciones y vibraciones, entre otros, lo que tiene amplia aplicación en la Ingeniería Civil y otras áreas del conocimiento. De esta manera, el laborato-rio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas tie-ne la intención de colaborar en proyectos de investigación en los que se apliquen los principios de las ciencias básicas en la resolución de problemas de Ingeniería Civil.

Palabras clave: ingeniería, interferometría, laboratorio de óptica, pruebas no destructivas.

Abstract: This document is intending to show the commu-nity of the Faculty of Civil Engineering part of the work ca-rried out in the laboratory of instrumentation and non-des-tructive optical tests, belonging to the Department of Basic and Mathematical Sciences, which intends to constitute a support for research and teaching activities. Most of the ex-perimental works that are beginning to be carried out in this laboratory are mainly oriented to the area of interferometry, which is constituted by a set of non-invasive techniques that combine electromagnetic waves (i.e. light) through devices (lenses, mirrors, beam splitters, etc.) to obtain images by applying the principle of superposition. The analysis of these images allows quantifying, with great precision, parameters that characterize the behavior of an object, such as displa-cements, deformations and vibrations, among others, which has wide application in Civil Engineering and other areas

of knowledge. In this way, the instrumentation and non-des-tructive optical tests laboratory intends to collaborate in re-search projects in which the principles of basic sciences are applied in the resolution of Civil Engineering problems.

Keywords: engineering, interferometry, optics laboratory, non-destructive tests.

Introducción

La Óptica es un área de la Física que impacta de manera importante en el mundo actual. Sus aplica-

ciones abarcan diversos aspectos de la vida cotidiana como en las telecomunicaciones, transportes, medicina, aprovechamiento de energía, industria, entre muchas otras. Una de las aplicaciones de la óptica más relevant-es en la actualidad, es la de poder realizar pruebas no destructivas para la cuantifi cación de parámetros que caracterizan el comportamiento de un objeto bajo cier-tas condiciones, tales como desplazamientos, deforma-ciones, vibraciones, esfuerzos y fracturas.Recientemente, se han desarrollado diversas técnicas para la realización de estas pruebas no invasivas, dentro de las que se encuentran la interferometría de patrones de moteado y la holografía digital. El presente documento pretende dar a conocer parte de los trabajos iniciales que se realizan en el laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas de la Facultad de Ingeniería Civil, en colaboración con la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, ambas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Como entre los fi nes de este laboratorio también se en-cuentran la docencia y la formación de investigadores, se ha decidido presentar una introducción básica de los elementos de Óptica y alguno de sus métodos no invasi-vos para investigar problemas específi cos, haciendo ver


cómo la óptica puede ser aplicada para tratar problemas de ingeniería, en donde los conceptos de interferencia y difracción de la luz juegan un papel fundamental.Este trabajo comienza presentando principios básicos de Óptica, abordando conceptos como las ondas elec-tromagnéticas, la luz y su propagación, así como dis-positivos tales como lentes, entre otros. La siguiente sección muestra los conceptos de interferencia y difrac-ción. Posteriormente, se muestran aspectos relevantes del laboratorio. Finalmente, se presentan las conclusio-nes.

Principios de óptica

Se puede considerar a la Óptica como la rama de la Fí-sica que se ocupa de estudiar los fenómenos relaciona-dos con la luz, como pueden ser su emisión y detección, así como las leyes y propiedades de su propagación y comportamiento en diversos medios y bajo diferentes condiciones. La luz, desde el ámbito de la Física, es la porción, perceptible con el sentido de la visión, de la energía radiante electromagnética en forma de onda que se propaga, con trayectoria rectilínea, en el espacio y en el tiempo [1]. Alrededor de 1861, el físico escocés, James Clerk Maxwell fue el primero en hacer la observación teórica, mediante un sistema de ecuaciones, de que un campo electromagnético variable admite una solución cuya ecuación de movimiento corresponde a la de una onda. Por lo anterior, se estaba ya en posibilidades de esta-blecer que el campo electromagnético era susceptible de propagarse en forma de ondas, tanto en un medio material como en el vacío. Además, las ecuaciones de Maxwell sugerían que la velocidad de propagación en el vacío era constante. Fue el físico alemán Heinrich Hertz, en 1888, quien realizó los primeros experimen-tos para detectar físicamente las ondas electromagné-ticas. Como se sabe, la energía es la capacidad para produ-cir un trabajo, provocando cambios físicos y químicos. Debido a estos cambios, la energía se manifi esta de diferentes maneras como la nuclear, atómica, térmica, eléctrica, química y radiante. La energía radiante elec-tromagnética, es aquella que se transmite por medio de una partícula elemental llamada fotón, la cual interac-túa con la materia para transferir una cantidad o pa-quetes de energía. Los fotones son partículas de masa nula, pero poseedoras de gran energía que, al despla-zarse en el espacio lo hacen de manera ondulatoria y en línea recta, por lo tanto, un rayo luminoso posee las

características del movimiento ondulatorio. El princi-pal rasgo de esta energía es que se propaga en el vacío a velocidad constante, sin necesidad de soporte material alguno, contrario a lo que sucede con las ondas sono-ras. El sol emite energía radiante electromagnética (es-pectro radiante) compuesta por energía radiante visible (luz), y energía radiante invisible como las radiaciones ultravioletas (UV) e infrarroja (IR) y otras radiaciones.La radiación de un cuerpo luminoso está formada por las ondas que emiten sus átomos. El proceso de radia-ción de un átomo aislado dura fracciones de segundo, tiempo durante el cual se origina una sucesión de cres-tas y valles, i.e., un tren de ondas. Después de apagarse, al cabo de cierto tiempo el átomo vuelve a resplandecer. Al mismo tiempo resplandecen muchos átomos. Los trenes de onda excitados por ellos se superponen entre sí y forman la onda luminosa emitida por el cuerpo. Se puede decir que el modelo más sencillo para el estu-dio de la Óptica es la Óptica Geométrica, que parte de la noción de rayo luminoso que se propaga de manera rectilínea como una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas. La Óp-tica Geométrica ayuda a entender la formación de imá-genes en dispositivos compuestos por lentes, espejos y prismas. Se conoce como Óptica Física u Ondulatoria, cuando en el estudio de la luz, ésta se considera como onda transversal [2]. Una onda transversal es aquella en la que cada parte de la onda vibra a lo largo de una lí-nea perpendicular a la dirección de propagación y todas estas partes vibran en el mismo plano. El estudio de la Óptica Física ayuda a entender a un nivel más detallado el proceso de formación de las imágenes y la forma en que estas imágenes pueden ser manipuladas. Se conoce como Óptica Cuántica el estudio de la luz cuando se toma en cuenta su carácter corpuscular (fotones). Dos ejemplos en donde el formalismo cuántico es necesario, son el fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico y el láser.

Ondas electromagnéticas

La radiación electromagnética, como su nombre lo in-dica, está formada por la combinación de campos eléc-tricos ( E

) y magnéticos ( B

), que se propagan a través

del espacio en forma de ondas portadoras de energía. Estas ondas tienen las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda (ver Figura 1) y su energía está asociada a la amplitud de oscilación de los campos eléctrico y magnético, los cuales se encuentran


relacionados entre sí. Cabe mencionar que en la mayo-ría de los experimentos relacionados con las condicio-nes

Figura 1. Radiación electromagnética propagándose en la dirección .

Figura 2. Campo eléctrico propagándose en la dirección y sus proyecciones en el dominio del tiempo y del espacio.

físicas de la luz es sufi ciente considerar solamente un campo, ya sea el magnético o el eléctrico, siendo este último el más empleado.J.C. Maxwell propuso una teoría unifi cada de los fenó-menos eléctricos y magnéticos. Esta teoría se plasma mediante las ecuaciones de Maxwell, las cuales, en esen-cia, son la descripción del campo electromagnético. A partir de estas ecuaciones es posible llegar a las expre-siones

2 2

2 20 0

1 E Ex t

(1.a)

2 2

2 20 0

1 B Bx t

(1.b)

Las cuales constituyen las ecuaciones de onda, tanto para el campo eléctrico como para el magnético, res-pectivamente. El término 0 recibe el nombre de per-meabilidad magnética en el vacío y al término 0 se le

conoce como permisividad eléctrica en el vacío. Así, a partir de las soluciones de las ecuaciones (1.a) y (1.b), se puede establecer que las ondas electromagnéticas se consideran ondas planas armónicas viajeras en el domi-nio del espacio y del tiempo [3], como se muestra en la Figura 2. La propagación (por convención, de izquierda a dere-cha) de las ondas electromagnéticas se puede represen-tar, en el caso del campo eléctrico mostrado en la Figura 2, a partir de la solución de la ecuación (1.a), mediante la expresión

0( , ) ( )yE x y E sen t kx (2)

Donde 0E es la amplitud de onda, es la frecuencia angular, k es el número de propagación, es el ángulo de fase inicial, t es el tiempo y x es la posición. La am-plitud 0E es el máximo valor del campo perpendicular a la dirección de propagación. La frecuencia angular representa la rapidez de cambio del ángulo relacionado con una pulsación o vibración y se defi ne como 2

T ,

donde T es el período o tiempo en el que se realiza una pulsación o vibración completa. El recíproco del perío-

do es la frecuencia 1fT

. El número de propagación o número de onda angular k es la representación an-gular del número de ciclos por una unidad de distancia

2k

, donde es la longitud de onda o distancia entre dos máximos consecutivos a lo largo de la direc-ción de propagación. Para las ondas electromagnéticas viajando en el espacio, se cumple la relación fundamen-tal, f c , donde c es la velocidad de propagación de la luz. El ángulo de fase inicial es el ángulo relaciona-do con el movimiento al momento de su inicio.Una expresión similar a la de la ecuación (2) se tendría para el campo magnético:

0( , ) ( )Z BB x t B sen t kx (3)

En el caso más general de propagación, el término kx en la ecuación (2) se sustituye por k r

, donde k

es el vector de propagación y r es el vector de posición espacial.

Espectro electromagnético y luz visible

Si se clasifi can las ondas electromagnéticas de acuerdo con su longitud de onda (o frecuencia), se obtiene lo que


se conoce como espectro electromagnético. Se llama luz visible a la parte del espectro electromagnético que es perceptible con el ojo humano, cuya longitud de onda se encuentra entre 400 y 700 nm, límites ultravioleta e infrarrojo, respectivamente. La radiación ultravioleta se encuentra por debajo de 400nm y la radiación infrarroja se encuentra por encima de 700nm . La Figura 3 muestra los diferentes rangos de longitudde onda de componentes del espectro electromagnético [4].Cada longitud de onda de la parte visible del espectro se encuentra relacionada con un color. Así, la luz blanca es una combinación de todas las longitudes de onda de la parte visible y cualquier color se obtiene a partir de la combinación de tres colores primarios R ( 700nm ), G (546.1nm ), B ( 453.8nm ). El ojo humano percibe el color porque la retina contie-ne dos tipos de células nerviosas fotosensibles: conos (perciben colores) y bastones (captan sensaciones de blanco y negro). Los conos, a su vez, son células que dependiendo de la longitud de onda que los estimula, captan los tres colores primarios: rojo (R), verde (G) y azul (B). La amplitud de onda (la media del valor máxi-mo y el valor mínimo de la onda) le confi ere a un rayo luminoso, la intensidad luminosa o brillantez sin modi-fi car el color. Esto signifi ca que si un haz luminoso de un color determinado es más intenso o más brillante que otro del mismo color es porque la amplitud de onda del primero es mayor que la del segundo.

Figura 3. Espectro electromagnético.

Figura 4. Propagación de la luz.

Propagación de la luz

Se ha hecho mención que, de acuerdo con la Óptica

Geométrica, se puede hacer la consideración de que la luz se desplaza en línea recta y con una velocidad cons-tante en el vacío total, esto a diferencia de las ondas so-noras y de las ondas de agua que requieren de un medio material para que puedan existir y desplazarse. La luz que se origina de una fuente emisora se desplaza o irra-dia en todas direcciones, de tal forma que su energía se dispersa a medida que se aleja de su punto de origen; por lo tanto, la energía luminosa que incide sobre una superfi cie situada a cierta distancia será menor que la que incide sobre la misma superfi cie, pero situada más cerca de la fuente emisora. Este hecho se percibe como un cambio en la luminosidad.La longitud de las ondas luminosas que percibe el ojo humano es muy pequeña. Por eso la propagación de la luz visible se puede considerar en primera aproxi-mación prescindiendo de su naturaleza ondulatoria y suponiendo que la luz se propaga a lo largo de ciertas líneas llamadas rayos. Un conjunto de rayos forma un haz.Se conoce como frente de ondas a los puntos del espa-cio alcanzados por la onda en un tiempo fi jo. Un rayo luminoso marca la dirección de propagación de la onda y es perpendicular al frente de ondas, es decir, un rayo es una línea en la dirección del fl ujo de energía radiante.Cuando la luz que se desplaza a través del aire llega a la superfi cie de algún objeto, en ese punto la luz puede tener los siguientes comportamientos (fi gura 4):• Refl exión. Las superfi cies de algunos objetos refl e-

jan o rebotan la luz (o parte de ella), principalmente si esta superfi cie se encuentra pulimentada (como los espejos).

• Absorción. Si el objeto es opaco (no transparente), la luz (o parte de ella) no refl ejada en su superfi cie es absorbida por el objeto y desaparece. La energía lu-minosa absorbida se transforma en energía calórica dentro del objeto.

• Transmisión. Si el objeto es transparente, la mayor parte del haz luminoso lo atraviesa y continúa su desplazamiento a través del mismo.

De acuerdo con el principio de conservación de la ener-gía, la energía total de un haz luminoso que llega a un objeto (luz incidente) debe equivaler a la suma de la energía de la luz refl ejada, absorbida y trasmitida. El material o medio óptico que trasmite los rayos lumino-sos, de acuerdo a una disposición y orientación defi nida y regular de sus moléculas, se denomina transparente. Si trasmite la luz, pero desordena el trayecto de los rayos y los dirige en todas las direcciones, recibe el nombrede translúcido. Si un material o medio absorbe la mayo-


ría de los rayos luminosos se dice que es opaco.Si un objeto de cierto color, opaco o transparente, es iluminado por un haz de luz blanca, refl ejará o trasmiti-rá únicamente los rayos luminosos que tengan una lon-gitud de onda similar al del color del objeto. Los rayos luminosos de otras longitudes de onda que componen el haz de luz blanca serán absorbidos por el objeto. De la misma manera, si el objeto refl eja todas las longitu-des de onda del haz luminoso que incide sobre él, la sensación de color que se percibirá será el color blanco. En cambio, si absorbe todas las longitudes de onda, la sensación visual será la del color negro.Cuando un rayo luminoso pasa de un medio menos denso, como el aire, a otro transparente de mayor den-sidad, como el agua o vidrio, su velocidad disminuye. Sin embargo, si abandona este medio más denso y se desplaza nuevamente en el medio menos denso, reco-bra su velocidad original. Estos cambios de velocidad son importantes pues producen uno de los comporta-mientos característicos de la luz: la refracción, que se defi ne como el cambio de dirección experimentado por un rayo luminoso cuando pasa de un medio a otro, am-bos transparentes.La velocidad de un rayo de luz, en un medio depende de su longitud de onda. Los rayos luminosos de ondas cortas pierden más velocidad que aquellos de ondas lar-gas. Por ejemplo, un rayo de luz azul se desplaza más lentamente que un rayo de luz roja. El índice de refrac-ción n expresa la relación que existe entre la velocidad de la luz en el vacío (aire), 300000 kmc

s , y su veloci-

dad V en el medio transparente utilizado [2]:

cnV

Con base en lo anterior, se puede intuir que el índice de refracción de un cuerpo transparente varía con la frecuencia (o de forma equivalente con la longitud de onda) del rayo luminoso que lo atraviese.Cuando la luz llega a la superfi cie de separación entre dos medios con diferentes índices de refracción, parte de la radiación se refl eja (refl exión) y otra parte pasa al segundo medio (refracción) donde se propaga con otra velocidad, cambiando su dirección. Por tal motivo, los diversos colores de la luz son refractados y desviados en distinto grado. Esta propiedad por la que las ondas luminosas de diferente longitud de onda, integrantes de un haz de luz blanca, se desplazan a diferente velocidad en un cuerpo transparente y experimentan

Figura 5. Rayo de luz ante un cambio de medio.

desviaciones en su recorrido en diferentes grados de desvia-ción se denomina dispersión de la luz. El ejemplo clásico de la dispersión de la luz es el arcoíris, o de manera equivalente el fenómeno que se produce cuando un haz de luz blanca inci-de en la superfi cie de un prisma. Las diferentes longitudes de onda de los rayos hacen que estos se refracten y dispersen en ángulos distintos ocasionando que por la superfi cie opuesta del prisma emerjan los rayos luminosos de distintos colores. En óptica, un medio material es homogéneo e isótropo cuan-do el índice de refracción es constante en todos los puntos y en todas las direcciones en el espacio. El módulo del valor medio, respecto del tiempo, de la den-sidad de fl ujo de energía transportado por la onda luminosa recibe el nombre de intensidad de la luz en un punto dado del

espacio. La intensidad se mide en unidades de energía 2

Wm

o en unidades ópticas (lumen por metro cuadrado). La in-

tensidad de la luz es proporcional al índice de refracción del medio y al cuadrado de la amplitud del campo eléctrico de la onda luminosa, es decir, 2I nE .Supóngase que se tiene una onda plana que llega a la super-fi cie de separación entre dos medios con índices de refacción

1n y 2n , respectivamente (ver Figura 5). En la mayoría de los casos, una parte de la luz que llega se refl eja al medio de incidencia y otra se propaga al medio de transmisión. Así, se puede establecer la existencia de tres tipos de ondas: ondas in-cidentes, ondas refl ejadas y ondas trasmitidas (o refractadas). Para su estudio se defi nen los siguientes elementos:• La normal ( N ). Línea ortogonal a la superfi cie de separa-

ción entre los medios.• Plano de incidencia. Plano normal a la superfi cie de sepa-

ración.• Rayo incidente ( . .R I ). Rayo de luz que llega a la superfi cie

de separación.• Rayo refl ejado ( . .R R ). Rayo que es devuelto al medio de

incidencia (medio con índice de refracción ).• Rayo refractado o transmitido ( . .R T ). Rayo que atra-

viesa la superfi cie de separación y sigue propagán-dose en el medio con índice de refracción .

• Ángulo de incidencia ( i ). Ángulo que forman . .R I y N .

• Ángulo de refl exión ( r ). Ángulo que forman . .R R y N .


• Ángulo de refracción ( t ). Ángulo que forman . .R T y N .

En óptica, la convención para medir los ángulos (in-cidencia, refl exión y transmisión) es con respecto a la normal N.Tomando como base los elementos anteriores, se pue-den establecer las tres leyes básicas de la óptica geomé-trica: • Ley 1. Los rayos incidente, refl ejado y trasmitido

pertenecen al mismo plano (plano de incidencia).• Ley 2 (ley de refl exión). El ángulo de incidencia es

igual al ángulo de refl exión:

i r (4)

• Ley 3 (ley de refracción). El ángulo de incidencia y el de refracción se relacionan mediante la ley de Snell:

1 2( ) ( )i tn sen n sen (5)

Es importante mencionar que se pueden considerar, en lo general, dos tipos de fenómenos cuando un haz de luz pasa de un medio a otro: refl exión externa y refl exión interna. En la refl exión externa un haz de luz se propaga de un medio menos denso (menor índice de refracción) a uno más denso (mayor índice de refracción), por ejemplo, en la interfaz aire-vidrio. En este caso, el rayo refractado se acerca a la normal. En la refl exión interna un haz de luz se propaga de un medio más denso (mayor índice de refracción) a uno menos denso (menor índice de refracción), por ejemplo, en la interfaz vidrio-aire. En este caso, el rayo refractado se aleja de la normal. En el caso de la refl exión interna, cuando la luz incide des-de un medio con mayor índice de refracción 2 1( )n n , existe un ángulo denominado ángulo de incidencia crí-tico, c , por encima del cual la luz toda se refl eja, con

90t , i.e., no hay rayo refractado. Este fenómeno se conoce como refl exión total interna, el cual es la base de la tecnología de fi bra óptica, tan importante en las telecomunicaciones. La fi bra óptica es una varilla delga-da y fl exible de material transparente con un índice de refracción alto, constituida de material dieléctrico (que no tiene conductividad, e.g., vidrio o plástico). Es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando está curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, ambos con diferente ín-dice de refracción, el cilindro interior (llamado núcleo), el cual se construye de elevadísima pureza con el pro-

pósito de obtener una mínima atenuación y, el cilindro exterior (llamado revestimiento) que cubre el contorno, el cual se elabora con requisitos menos rigurosos.

Lentes y espejos

Se denomina lente a un sistema óptico formado por un aditamento sólido transparente (vidrio, plástico, etc.) li-mitado por dos caras refractoras, una de las cuales por lo menos presenta una superfi cie curva [2]. Las lentes convergentes o positivas se caracterizan porque con-centran los rayos luminosos paralelos que se desplazan a través de ellas, en un punto denominado foco. Se re-conocen como tales porque son más gruesas en la parte central y más delgadas en la parte periférica o bordes. Las lentes convergentes pueden ser de tipo biconvexa, plana-convexa y cóncava-convexa (ver Figura 6). Las lentes divergentes o negativas son aquellas en las cuales los rayos luminosos paralelos que las atraviesan tienden a

Figura 6. Refracción de rayos notables en lentes convergen-tes.

Figura 7. Refracción de rayos notables en lentes divergen-tes.

dispersarse como si provinieran de un foco. El foco de estas lentes se forma por la proyección virtual de los ra-yos dispersados, en el mismo lado de la lente de donde provienen los rayos luminosos. Por esta razón se dice que es un foco negativo. Las lentes divergentes se re-conocen porque son más delgadas en la parte central y más gruesas en la parte periférica o bordes. Las lentes divergentes pueden ser de tipo bicóncava, plana-cónca-va y convexa-cóncava (ver Figura 7).


La capacidad de las lentes para formar imágenes, en una serie de instrumentos ópticos, tales como micros-copios, lupas, cámaras fotográfi cas, telescopios, bino-culares, etc., depende en gran medida de las caracte-rísticas de los rayos luminosos que incidan en la lente y la distancia que guarda el objeto con relación a la lente, considerando que para que se forme la imagen de un punto de un objeto, los dos rayos luminosos que se ori-ginen del citado punto deben interceptarse al otro lado dela lente.Los espejos son superfi cies en las que se produce la re-fl exión de los rayos que inciden en ella. Los tipos de espejos más comunes son los esféricos en aproximación paraxial y los planos. Hay dos tipos de espejos esféri-cos: cóncavos y convexos. Por otro lado, el proceso de formación de imágenes por espejos, es similar al que ocurre en las lentes, ya que se puede considerar que los espejos son ópticamente equivalentes a lentes, en don-de la distancia focal es la mitad del radio de curvatura del espejo.

Interferencia y difracción de la luz

Interferencia e interferómetros

El principio de superposición es una consecuencia de la ecuación de onda que establece que, cuando dos ondas luminosas concurren, el desplazamiento resultante en cualquier punto espacial, el campo eléctrico resultante de la onda luminosa es la suma (vectorial) de los cam-pos eléctricos asociados a cada onda por separado [5]. La modifi cación de la intensidad resultante obtenida por la superposición de dos o más ondas de luz se llama interferencia, es decir, la interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se fusionan o superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. Cuando en una región del espacio se superponen dos o más ondas de la misma frecuencia, la intensidad resultante no es siempre la suma de la inten-sidad de cada una. Por ejemplo, si interfi eren dos ondas de la misma amplitud que se superponen en fase (inter-ferencia constructiva), la amplitud de la onda resultante será el doble. Sin embargo, si se superponen en opo-sición de fase (interferencia destructiva), la amplitud de la onda resultante es nula. Es importante mencio-nar que la polarización de las ondas que se superponen afecta su patrón de interferencia, así como dos ondas con polarizaciones ortogonales no pueden producir un patrón de interferencia.

El experimento de Young (Figura 8a) consiste en dejar pasar luz a través de un orifi cio (o abertura) S , para después de cierta distancia dejarla pasar a través de dos orifi cios o aberturas, 1S y 2S . Las dos ondas que emer-gen de estos orifi cios se interfi eren entre sí y forman un patrón de intensidad variable en la pantalla AB (Figura 8b). Los aparatos de interferencia pueden ser divididos en dos clases: los que se basan en la división del frente de onda (como sucede en el experimento de Young) y aque-llos basados en la división de amplitud, ya que es posible dividir una onda por medio de una refl exión parcial, así, los dos frentes de onda resultantes conservan el ancho original, pero tienen amplitudes reducidas.El interferómetro de Michelson, mostrado en la Figura 9, es un ejemplo de este caso [5]. En este interferómetro los dos rayos obtenidos por la división de amplitud son dirigidos a diferentes direcciones para encontrar espe-jos planos, posteriormente se reúnen nuevamente para formar franjas de interferencia. Con base en la Figura 9, se observa que el arreglo consiste de dos altamente pulidos espejos planos 1M y 2M y dos placas planas de vidrio paralelas 1G y 2G . La parte posterior de la placa

1G es revestida de tal manera que la luz proveniente de la fuente S es dividida en un haz refl ejado y en otro transmitido, ambas de igual intensidad.

Figura 8. Experimento de Young.


Figura 9. Interferómetro de Michelson y las Franjas que se pueden observar: a) Franjas de igual inclinación, b) franjas

de igual grueso y c) franjas localizadas.

La luz refl ejada normalmente del espejo 1M pasa a tra-vés de 1G una tercera vez y alcanza el ojo o la pantalla de captura. La luz refl ejada del espejo 2M regresa a tra-vés de 2G por segunda vez y se refl eja en la superfi cie de 1G y se dirige al ojo o pantalla de captura. El pro-pósito de la placa 2G es igualar las trayectorias de los dos rayos. El espejo 1M es montado en un carro C que puede moverse a lo largo de unos rieles. Para obtener franjas, los espejos 1M y 2M se disponen de manera perpendicular. Cuando se emplea luz monocromática y dependiendo de las orientaciones relativas de las imá-genes de la fuente luminosa, en este interferómetro se pueden observar franjas de igual inclinación (franjas circulares en un interferómetro compensado y franjas elípticas en uno no compensado), de igual grueso (fran-jas rectas y paralelas) o de un tipo intermedio llamado franjas localizadas (las franjas son arcos). En la parte inferior de la Figura 9 se muestran estos tres tipos de franjas [5]. Las franjas de igual inclinación se observan cuando las dos imágenes de la fuente extendida están paralelas una a la otra, y se pueden observar con el ojo enfocado al infi nito, o por medio de un telescopio. Las franjas de igual grueso se observan si las imágenes de las fuentes forman un ángulo entre sí, diferente de cero, y estarán más juntas cuanto mayor sea el ángulo entre las imágenes. Estrictamente hablando, las franjas son de igual grueso sólo si el ojo está colocado al infi nito de forma real, o virtualmente por medio de una lente que se coloca en la región entre la placa 1G y el obser-vador E en la Fig. 9. Las franjas localizadas se observan cuando las imágenes de las fuentes no son paralelas y el ojo no está al infi nito. Estas franjas son arcos con su

convexidad hacia la parte más angosta de la cuña for-mada por las imágenes de las fuentes. La principal ven-taja del interferómetro de Michelson recae en el hecho de que, cuando el espejo 1M de la Figura 9 es movido lentamente de una posición a otra, se puede tener una medida de la distancia que el espejo se ha movido en términos de , mediante el conteo del número de fran-jas producida por una luz monocromática que cruza el centro del campo. Para la posición 1d , correspondiente a la franja brillante de orden 1m , se tiene que 1 12d m y para 2d , correspondiente a la franja brillante de orden

2m , se tiene que 2 22d m , restando estas dos ecuacio-nes, se encuentra que 1 2 1 2( )

2d d m m , por lo tanto,

la diferencia de distancias es igual al número de franjas contadas, multiplicado por un medio de la longitud de onda. Si un objeto de cierta sustancia con un índice de refracción n y espesor t es introducido en la trayectoria de uno de los haces del interferómetro, la trayectoria óptica en este haz se incrementa debido al hecho que la luz viaja más lentamente en la sustancia y consecuen-temente tiene una longitud de onda más corta. Así, el incremento en la trayectoria óptica debido a la inser-ción de la sustancia es (n-1) t. Lo anterior introducirá ( 1) tn

ondas extra en la trayectoria. Si se llama m al

número de franjas que el sistema ha desplazado cuando la sustancia es introducida, se tiene ( 1) ( )n t m .

Difracción de Fresnel y Fraunhofer

Cuando las ondas pasan a través de una abertura o el borde de un obstáculo, éstas se dispersan de manera diferente con respecto a como lo hacían originalmen-te [6]. A este fenómeno se le conoce como difracción. Lo anterior es la base del principio de Huygens, el cual establece que “cada punto en un frente de onda puede ser visto como una nueva fuente de ondas”. En la Fi-gura 10 el patrón de la intensidad luminosa observado en la pantalla CDE dependerá de la longitud de onda de la luz que incide en el plano de la abertura (ABS), de la geometría de la abertura y de la distancia entre el plano de la abertura y el plano de observación. Sea D la dimensión máxima de la abertura (el diámetro en una abertura circular) y L la distancia entre los planos de la abertura y observación. La condición para observar la llamada difracción de Fresnel (o de campo cercano)

es 2

1DL

, en tanto que para la llamada difracción de

Fraunhofer (o de campo lejano) es 2

1DL . En la Figu-


ra 11 se muestran los patrones de Fresnel y de Fraun-hofer para una abertura circular. La importancia de la difracción de Fraunhofer es su estrecha relación con la transformada de Fourier del campo de luz defi nido por la abertura.

Figura 10. Difracción.

Figura 11. Difracción de Fresnel y de Fraunhofer.

Aplicaciones de la interferencia y difracción de la luz

La utilización de la luz con alta coherencia (como la luz láser) permite crear interferómetros que aprovechan el fenómeno de interferencia destructiva y constructiva de las ondas electromagnéticas cuando se sobreponen, creando franjas obscuras y brillantes que son utilizadas como un patrón de referencia para las mediciones cuan-do se observan en un medio que se quiera caracterizar [7] [8] [9]. Si una superfi cie iluminada se deforma, cada punto tendrá diferente deformación con respecto a la fuente de iluminación y también, con respecto a un observador situado en otro punto distinto de la fuen-te. Debido a su coherencia espacial, cuando la luz láser incide en una superfi cie rugosa, su refl exión o transmi-sión da una apariencia granular o de moteado (speckle, por su nombre en inglés), las cuales pueden variar de tamaño y posición de acuerdo con el sistema óptico. Su-póngase que dos haces iluminan un objeto, entonces la intensidad luminosa en el objeto será la superposición de ambas:

1 2 cos( )A B A BI I I I I (6)

Figura 12. ESPI: a) Imagen de referencia, b) Imagen con una variación de fase, c) Interferencia.

donde es la fase promediada del patrón de moteado de la primera imagen. Una segunda imagen es toma-da cuando un desplazamiento ocurre en el objeto, por lo tanto, existe una variación en el promedio de la fase asociada con el desplazamiento, así, la intensidad

del segundo patrón de moteado será:

1 2 cos( )A B A BI I I I I (7)

Al sustraer de la imagen de referencia, la imagen con la variación de fase y calculando su cuadrado, se obtiene un patrón de franjas relacionadas con el desplazamien-to (ver Figura 12). A esta técnica se le conoce como In-terferometría electrónica de patrones de moteado (ESPI, por sus siglas en inglés: Electronic Speckle Pattern Inter-ferometry).De esta manera, la información de la deformación está contenida en la fase , y para extraerla se utilizan diver-sos métodos [10] como phase stepping, Método de Fou-rier y el Método directo.

El laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas

El laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas, adscrito al Departamento de Ciencias Básicas y Matemáticas de la Facultad de Ingeniería Ci-vil, tiene como objetivo fortalecer un esquema de tra-bajo participativo que conlleve a investigaciones e in-novaciones de alto nivel, produciendo la formación de nuevos recursos humanos apoyando a nuestros profe-sores y estudiantes de la Facultad de Ingeniería Civil, mediante la generación de investigación y desarrollo. El mencionado laboratorio se encuentra equipado con lo mínimo necesario para desarrollar aspectos de ins-trumentación y técnicas no invasivas como Moiré, Fo-toacústica, Fotoelasticidad, Interferometría, entre otras.


Para lograr nuestro objetivo el actual grupo de trabajo, conformado por profesores, estudiantes e investiga-dores de la Facultad de Ingeniería Civil y de la Facul-dad de Ciencias Físico-Matemáticas de la UMSNH, se encuentra desarrollando el proyecto de investigación “Técnicas interferométricas no destructivas aplicadas a la Ingeniería Civil”, aprobado por la CIC-UMSNH en la Convocatoria de Proyectos de Investigación 2019-2020, con el objet ivo de instrumentar técnicas interferométri-cas de moteado y de proyección de franjas para llevar a cabo mediciones de deformación, desplazamiento, forma, rugosidad, etc. sobre materiales sujetos a varias condiciones de esfuerzo y fracturas, tan relevantes en el ámbito de la Ingeniería Civil. Actualmente, el labora-torio se encuentra equipado con un láser de radiación continua de 10 watts marca Spectra-Physics, un láser pulsado de 10 watts marca Spectra-Physics, un laser helio-neón color rojo de 30 miliwatts con su fuente de poder, una mesa anti-vibratoria, accesorios ópticos en general (lentes, espejos, divisores, polarizadores, pris-mas, etc.) y monturas mecánicas, para impulsar estas técnicas de aplicación a la Ingeniería Civil, y se encuen-tra ubicado en la planta baja del Edifi cio de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Civil. La Figura 13 muestra un arreglo del tipo de la técnica no invasiva de ESPI, co-rrespondiente a una de las pruebas que se realizan en el laboratorio con la fi nalidad de aplicar esta técnica para la caracterización de esfuerzos y fallas inducidas sobre materiales de prueba en diferentes condiciones.

Conclusiones

Este trabajo tuvo como objetivo mostrar que la óptica puede tener aplicaciones en diversas áreas, entre las que se encuentra la ingeniería. Se presentó, de manera bre-ve y en un lenguaje accesible, una introducción a los elementos básicos de óptica. También se describió una técnica para la implementación de pruebas ópticas no invasivas. Finalmente, se mostraron generalidades del laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no destructivas con lo cual se hace una invitación para

aquellas personas que se interesen en participar en el desarrollo de proyectos de investigación en esta área.

Figura 13. Arreglo para pruebas no destructivas de ESPI en el Laboratorio de instrumentación y pruebas ópticas no

destructivas.

Referencias

[1] I. Saveliev, Curso de física general, MIR, 1984.[2] D. Aristizábal y R. Restrepo, Notas de clase sobre oscilaciones, ondas y óptica, Universidad Nacional de Colombia, 2011.[3] P. Gómez-Esteban, Las ecuaciones de Maxwell, el-tamiz, 2012.[4] E. Hetch, Optics, Pearson, 2017.[5] F. Jenkins y H. White, Fundamentals of optics, Fry and Vinnicombe, Eds. McGraw-Hill, 2001.[6] C. Lemmi, Óptica de Fourier, Universidad de Bue-nos Aires, 2011. [7] D. Gabor, Microscopy by reconstructed wave-fronts, P ROY SOC LOND A MAT, 1949. [8] J. R. P. Michel, Interferometría electrónica de mo-teado y desplazamiento de fase en eventos dinámicos para el análisis de la deformación uniaxial en probetas metálicas soldadas, Master’s thesis, Centro de investiga-ciones en óptica, A.C., 2006.[9] N. M. Ortiz, Interferometría holográfi ca digital en tiempo real: aplicación en la cuantifi cación de deforma-ciones mecánicas, Master’s thesis, Universidad Nacio-nal de Colombia, 2013.[10] J. Goodman, Introduction to Fourier optics, Mc-Graw-Hill, 1996.


Acción estudiantil

Sin lugar a dudas, los estudiantes son la razón de ser de nuestra Casa de Estudios. Ellos son la energía que mueve a nuestra Facultad, en la que se construye el futuro a través de ellos. Por tal motivo, la Revista Ingeniería Civil Nico-laita, en esta edición conmemorativa, abre un espacio para que los estudiantes participen expresando su opinión y dando a conocer muchas de las actividades que realizan cotidianamente. De esta manera, la Facultad de Ingeniería Civil celebra su XC Aniversario con un espíritu participativo, donde todos quienes formamos parte de ella tene-mos cabida y todas las voces son escuchadas, presentando, en esta ocasión, las diversas asociaciones estudiantiles que forman parte de nuestra comunidad educativa.

Delegación ANEIC- UMSNH

La Asociación Nacional de Estudiantes de Ingeniería Civil, México (ANEIC MX) fue fundada en 1982

con el objetivo de fortalecer el desarrollo integral de todos los estudiantes de ingeniería civil del País, reali-zando actividades y competencias académicas, técnicas, culturales y deportivas, las cuales promueven la inte-gración, la solidaridad, el liderazgo, las prácticas éticas, el sentido de responsabilidad social, entre muchos otros valores, habilidades y actitudes. Actualmente cuenta con más de 70 instituciones afi liadas en todo el País con infl uencia a más de 45,000 estudiantes. La Delegación ANEIC de nuestra universidad, se afi lió hace 35 años. Convirtiéndonos en una delegación fuer-te y con arraigo, gracias al compromiso y trabajo que se ha hecho durante todo este tiempo. Actualmente el comité local ANEIC-UMSNH está conformado por 7 direcciones, con más de 15 miembros, planeando y eje-

cutando actividades con infl uencia en todos los alum-nos de nuestra Facultad: académicas, técnicas, cultura-les, deportivas, etc. La actividad con mayor participación ha sido, desde hace muchos años, la OlimpiANEIC, que se realiza anualmente, permitiendo la integración de estudiantes de ingeniería civil de todo México. Orgullosamente, podemos decir que se ha tenido un desempeño sobre-saliente en la mayoría de las ediciones de este evento, posicionándonos en los primeros lu gares de los meda-lleros globales, lo que nos convierte en un referente a nivel nacional.Por otro lado, también se asiste a otros eventos nacio-nales, como lo son el Congreso Nacional de Estudiantes de Ingeniería Civil (CONEIC), así como se participa ac-tivamente en el proyecto Vínculos Comunitarios.


Estamos seguros de que con el paso de los años, ANEIC se constituirá en una comunidad que se sabrá adaptar a las necesidades e intereses de la sociedad, permitién-donos seguir creciendo a través del trabajo arduo y del impulso de proyectos con una perspectiva de servicio, en los que la participación entusiasta de todos los que formamos parte de ella será de vital importancia. Este año 2020 es muy importante para todos los que formamos parte de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, pues se celebra el 90 Aniversario de esta Institución, poseedora de una rica tradición, la cual ha cumplido cabalmente con su compromiso social, formando inge-nieros civiles que han destacado en la práctica de esta bella profesión y aportando al desarrollo de nuestro Es-tado y País. Desde aquí una calurosa felicitación a nues-tra querida Facultad.

¡Acércate a nosotros y conoce todo sobre ANEIC! Se parte del equipo de trabajo que representa a nuestra Universidad, con tu ayuda podemos continuar siendo la mejor Delegación ANEIC MX. ANEIC no son unos cuantos, ¡ANEIC somos todos! #TodosSomosANEIC #TeamFIC #PisPas #ANEI-CUMSNH

Mayores informes con:Andrea Contreras Huazano.Delegada ANEIC-UMSNH

Francisco Javier García Tinoco. Secretario General CL-UMSNH

Facebook: ANEIC UMSNHInstagram: @aneic_umsnhE-Mail: [email protected]

En los últimos años, se ha incrementado el interés en muchos estudiantes para organizarse y participar en grupos de trabajo o asociaciones que promuevan actividades mediante las cuales se fortalezca su formación en ciertas áreas de la ingeniería civil, por tal motivo, surgieron los Capítulos Estudiantiles. Cada uno de ellos representa una rama o área de dentro de la ingeniería civil, dando la oportunidad de responder a los intereses de cada estudiante. A continuación, se presentan los Capítulos Estudiantiles que, actualmente, están conformados por alumnos de la Facultad de Ingeniería Civil.

Capítulo Estudiantil Asociación Mexicana de Sistemas de Captación de Agua de Lluvia (CEAMSCALL).

Afi liados a la Asociación Mexicana de Sistemas de Captación de Agua de Lluvia, contamos actualmente con 10 miembros

dentro de la mesa directiva. Actualmente, se está desarrollado un sistema de estaciones meteorológicas basado en IOT para la ciudad de Morelia. Este sistema cuenta con 6 estaciones en este momento y


se está investigando en acciones para mejorar la calidad y efi ciencia del mismo. También, se han programado ciclos de Conferencias dentro de nuestra Facultad las cuales han tenido mucho impacto dentro de la comuni-dad estudiantil. Además, se ha participado en Veranos de la Ciencia y en diversos Congresos. Actualmente, se están desarrollando Sistemas de Captación de Agua de lluvia (SCALL’S) para Ciudad Universitaria, y espera-mos pronto compartir nuestros resultados.

¡Ven a formar parte del CEAMSCALL y sé el cambio en la innovación que construye el futuro!

Informes: Oscar Antonio Cedeño Acosta.Presidente CEAMSCALL-UMSNH

Roberto Nahúm Olvera. Secretario CEAMSCALL-UMSNH

Víctor Manuel Ayala TorresTesorero CEAMSCALL-UMSNH

Facebook: Capítulo Estudiantil “Ceamscall - Umsnh”Twitter:@CEAMSCALLE-Mail: [email protected]

Capítulo Estudiantil de Ingeniería Estructural y Sísmica (CIES)

Afi liados a la Asociación Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE), contamos actualmente con 63

miembros. Este Capítulo ha apoyado a la comunidad estudiantil de nuestra Facultad, impartiendo cursos de soft ware orientado a la ingeniería civil (SAP 2000 y MatLab) lo que ha tenido una gran respuesta. Tam-bién, se han presentado distintas ponencias en las áreas de ingeniería estructural e ingeniería sísmica. Se ha representado a la Universidad asistiendo a Simposios y Congresos Estudiantiles a nivel nacional. Además, se ha participado en veranos de investigación.

¡Anímate a desenvolverte en el área de estructuras y sís-mica formando parte del CIES!Mayores informes con:José Enrique Canales Elías.Presidente del CIES

Luis Felipe Magaña García.Secretario del CIES

Medardo Villicaña JaimesMauricio Eguia Gomez Coordinación de Cursos CIES

Facebook: CAPITULO ESTUDIANTIL CIES UMSNHE-Mail: [email protected]


Asociación Mexicana de Ingeniería de vías Terrestres (AMIVTAC-UMSNH)

Afi liados a la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, actualmente hay 55 miembros ad-

scritos a este Capítulo. Se realizan diversas actividades como la “Celebración del Día del Caminero” en la que el 17 de octubre de cada año se celebra el día del camin-ero organizando conferencias relacionadas con las Vías Terrestres, con ponentes de renombre nacional e inter-nacional. Se asiste a la Reunión Nacional y/o Seminario de Ingeniería Vial, eventos en los que se reúne el gremio para compartir experiencias dentro de las Vías Terres-tres y la Ingeniería Vial. Este Capítulo Estudiantil ha participado en congresos y concursos de conocimien-tos, representando a la Universidad. Se colaboró en la organización del Simposio Internacional de Vías Ter-restres, invitándose ponentes internacionales para tra-tar problemáticas y soluciones innovadoras a los mis-

mos. También, se organizan visitas técnicas a obras, con la fi nalidad de reforzar el conocimiento y habilidades prácticas.

¡No pierdas está gran oportunidad de formar partde del CE-AMIVTAC!¡Construyendo los caminos del futuro!Informes: Kevin Ricardo Herrera Wences.Presidente CE-AMIVTAC

Ivanhoe Cendejas AyalaVicepresidente CE-AMIVTAC

Alondra Guadalupe Dimas Cuevas.Secretaria CE-AMIVTAC

Facebook: @CEAMIVTACUMSNHInstagram: @CEAMIVTACUMSNHE-Mail: [email protected]

Visite la página web de nuestra Facultad

http://www.fi c.umich.mx

En donde encontrará mayor información acerca de nuestros planes de estudio, orga-nización académica, posgrados y otros da-tos de interés.


Capítulo Estudiantil de Ingeniería Geotécnica (CEIG)

Afi liados a la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, tiene 7 miembros dentro de su mesa

directiva. Se ha participado en la Olimpiada de Geo-tecnia que se llevó a cabo en la Facultad de Ingeniería Civil en los días 16 y 17 de mayo del 2019. También, se organizó un ciclo de conferencias impartidas por la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, Deleg-ación Michoacán. Además, se asistió en nombre de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo al “XVI Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica”.

¡Juntos Cimentando la Ingeniería, se parte del CEIG!

Mayores informes con:Adilene Pérez González. Presidenta del CEIG

Rogelio Ávalos Reyes.Secretario del CEIG

Jorge Isaías Pérez García.Tesorero del CEIG

Facebook: Capitulo Estudiantil de Ingeniería Geotécni-ca UMNSH

Visite la página de Facebook de nuestra Fa-cultad

https://www.facebook.com/CivilUMSNH/


Capitulo Estudiantil del American Concrete Institute (ACI-UMSNH)

Se tiene infl uencia en 64 alumnos de nuestra Facultad. Se participó en el Primer Seminario de Concreto y

Construcción. Este seminario contó con diversos po-nentes nacionales y talleres, teniendo más de 450 asis-tentes. También, hemos participado en la coordinación de conferencias magistrales por motivo de la Semana de Ingeniería de nuestra Facultad. Se representó a la Uni-versidad, dentro del marco del “ENACE” en la ciudad de Monterrey y se logró el tercer lugar a nivel nacional en resistencia de concreto. Se participó en la competen-cia de concreto ecológico en Québec, Canadá.

¡Acércate a nosotros, TE ESTAMOS BUSCANDO!

Informes: José de Jesús Luviano Avilez. Presidente del Capítulo ACI-UMSNH

Ing. Cipriano Bernabé Reyes Tesorero del Capítulo ACI-UMSNH

Jessica Torres RicoDelegada de Difusión del Capítulo ACI-UMSNH

Facebook: Capitulo estudiantil del ACI UMSNH


Guía para autores

Si desea publicar en la revista, favor de dirigirse al Jefe Editor para obtener ma-yor información, en el siguiente correo

electrónico:

[email protected]

ingenierÍa civil nicolaÍta

Documents