VOL
.
V
,
N
.°
2, 2022
| e
ISSN
:
2697-3243
| p
ISSN
:
2588-0829
Autoridades
Dr. Fernando Sempérteguí Ontaneda, Ph. D.
Rector de la Universidad Central del Ecuador
Ing. Diego Paredes Méndez, M.Sc.
Decano, Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Ing. Flavio Arroyo Morocho, Ph. D.
Subdecano, Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Editor
Flavio Arroyo Morocho
Consejo Editorial
Ing. Diego Paredes Méndez, M. Sc., Presidente, Universidad Central del Ecuador,
Ing. Flavio Arroyo Morocho, Ph.D., Editor, Universidad Central del Ecuador,
Ing. Abel Remache Coyago, M. Sc., Editor académico, Universidad Central del Ecuador,
Ing. Paulina Viera Arroba, M. Sc., Universidad Central del Ecuador,
Dr. Johannes Ritz, ., ., Ph. D. (c ), EU Business School Munich,
Dra. Teresa Magal-Royo, Ph. D, Universidad Politécnica de Valencia,
Dr. Andrés Vivas Albán, Ph. D., Universidad del Cauca,
Dr. Boris Heredia Rojas, Ph. D., Universidad del Norte,
Dr. Jaime Duque Domingo, Ph. D., Universidad de Valladolid,
Dr. Giovanni Herrera Enríquez, Ph. D., Universidad de las Fuerzas Armadas-,
Dr. José Luis Paz, Ph. D., Universidad Nacional Mayor de San Marcos,
Dr. Jesús López Villada, Ph. D., Universidad Internacional ,
Dr. Michel Vargas, Ph. D., Escuela Politécnica Nacional-,
Dr. Andrés Robalino-López, Ph. D., Escuela Politécnica Nacional-,
Consejo Asesor y Evaluador
Mat. Rodrigo Bastidas, M.Sc., Universidad de las Fuerzas Armadas-,
Fis. Iván Vega, M.Sc., Universidad de las Fuerzas Armadas ,
Ing. Galo Flor Terán, MBA., Universidad Tecnológica Equinoccial ,
Ab. Diana Heredia, M.Sc., Universidad de los Hemisferios,
Arq. Rosa Mishell Echeverría, M.Sc., Universidad Central del Ecuador ,
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Ing. Alfonsina Rodríguez, M.Sc., Universidad Internacional ,
Ing. Raymond Suárez, M.Sc., Contraloría General del Estado,
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Dis. Diego Ismael Jordan, MsD, Universidad Técnica de Ambato ,
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Ing. Juan Alejando Toapanta, M.Sc., Instituto Superior Tecnológico 17 de Julio,
Ing. Victor Hugo Aguirre, M.Sc., Instituto Superior Tecnológico 17 de Julio,
Ing. Andrés Castillo, M.Sc., Universidad Internacional del Ecuador ,
Ing. Germán Erazo Laverde, M.Sc., Universidad de las Fuerzas Armadas ,
Ing. Atal Kumar Vivas, M.Sc., Universidad de las Fuerzas Armadas ,
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Corrección de textos | Marcelo Acuña
Portada | Jonathan Morales
Editorial Universitaria, 2022
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Quito, Ecuador
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editorial@uce.edu.ec
Revista Ingenio es una revista semestral de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad Central del Ecua-
dor fundada en el año 2017 | Vol. 5, núm. 2 | julio-diciembre 2022 | p-ISSN 2588-0829 e-ISSN 2697-3243 |
Los contenidos pueden usarse libremente, sin nes comerciales y siempre y cuando se cite la fuente.
Si se hacen cambios de cualquier tipo, debe guardarse el espíritu de libre acceso al contenido.
Este número estuvo bajo la coordinación editorial del Ing. Flavio Arroyo, Ph. D., Ing. Abel Remache, M. Sc., y Lic. Tatiana Freire, M. Sc.
Revista Ingenio
ÍNDICE
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral ..... ……………...… .......4
Vivas A., Vivas D., Santillán A.
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del sector Textil en Ecuador ..................14
Bravo D., Caiza G.
La Maqueta como Recurso Didáctico para la Enseñanza de Matemática en Arquitectura ……......… . 24
Bastidas A., Maquilón J., Chávez C.
Non-Powered Hand Tool: Size Selection from an Anthropometric
Ergonomic Point of View……………………………………………..… ..................................................... 31
Arciniega R., Erazo V., Gyula S.
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador.
Una propuesta no Paramétrica Basada en el Análisis Envolvente de Datos en Dos Etapas …............39
Villareal F., Rodríguez P.
Prácticas Organizacionales Generadoras de Sobrecarga Laboral en el Personal
Administrativo de un Hospital Público y Prevalencia de Síntomas de Burnout ....... .. ......………...…51
Haro L., Villalobos G.
Análisis de Protecciones Eléctricas de Microgrids Modo Isla con Elevada Penetración
de Energías Renovables no Convencionales ………………...… .................................................................69
Ortiz K.
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos
en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de Vehículos Eléctricos ………...…..…....................................76
Arias F., Freire A.
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución
de Impactos Ambientales Negativos ………………...… .............................................................................56
Gutiérrez L.
Normas para publicar en la revista INGENIO.………..… .............................................................................86
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REVISTA INGENIO
Atal Kumar Vivas Paspuel | Universidad de las Fuerzas Armadas , Quito, Ecuador
David Alfredo Vivas Paspuel | Universidad San Francisco de Quito, Quito, Ecuador
Alberto Benjamín Santillán Tituaña | Universidad de las Fuerzas Armadas , Quito, Ecuador
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.3712 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
Los resultados que proporcionan las entidades electorales no permiten conocer el apoyo a los partidos
por clases sociales, grupos de edad o razas. En este trabajo, se dividió a la población electoral por clases
de edad y se realizó inferencias sobre las proporciones de apoyo por edad para los partidos Alianza
País y CREO, los más importantes de la contienda presidencial en Ecuador en 2013. Se tomaron los
resultados de la contienda política en tablas de contingencia de tamaño RxC a nivel parroquial y por
medio de la inferencia ecológica se estiman las proporciones de apoyo hacia los candidatos por parte
de dichas clases. Las inferencias se realizaron a través de técnicas bayesianas con un modelo jerárquico
Dirichlet-Multinomial y se utilizaron métodos computacionales Markov Chain Montecarlo ejecutados
por el paquete RStan.
Los resultados que proporcionan las entidades electorales no permiten conocer el apoyo a los partidos
por clases sociales, grupos de edad o razas. En este trabajo, se dividió a la población electoral por clases
de edad y se realizó inferencias sobre las proporciones de apoyo por edad para los partidos Alianza
País y CREO, los más importantes de la contienda presidencial en Ecuador en 2013. Se tomaron los
resultados de la contienda política en tablas de contingencia de tamaño RxC a nivel parroquial y por
medio de la inferencia ecológica se estiman las proporciones de apoyo hacia los candidatos por parte
de dichas clases. Las inferencias se realizaron a través de técnicas bayesianas con un modelo jerárquico
Dirichlet-Multinomial y se utilizaron métodos computacionales Markov Chain Montecarlo ejecutados
por el paquete RStan.
1. I
Los datos que arrojan las instituciones ociales sobre
resultados electorales están siempre limitados a mostrar
el apoyo hacia un partido político o candidato en forma
agregada. Por ejemplo, para las elecciones presidenciales
del Ecuador en 2013, la información de carácter general
muestra que el 57,2% de los votantes apoyaron a Alianza
País (), mientras que el 22,7% apoyó al movimiento
[1]. Esta información también está dada por pro-
vincias y otras subdivisiones políticas. Sin embargo, sa-
biendo que el voto es secreto, es lógico suponer que este
conteo electoral no nos permite conocer las proporciones
de apoyo de grupos o clases sociales hacia los candida-
Received: 25/3/2022
Accepted: 27/10/2022
Markov chain, Monte Carlo, bayesian
models, hierarchical models, ecological
inference.
Cadenas de Markov, Monte Carlo, mo-
delos bayesianos, inferencia ecológica.
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
Bayesian Statistics for Inference over Electoral Behavior
5
tos. Sería difícil conocer el apoyo de cierta raza, grupo de
edad o cierta clase social hacia los partidos políticos. Este
es el denominado problema de la inferencia ecológica y
fue abordado desde el siglo anterior por varios autores
que propusieron métodos para su solución como el de-
terminístico de los intervalos, [2] la regresión ecológica,
[3] el método [4] o más recientemente con técnicas de
aprendizaje para regresiones de distribución, [5] técnicas
de programación lineal, [6] técnicas de optimización, [7]
entre otros. A pesar de sus deciencias, la inferencia eco-
lógica sigue siendo una parte necesaria de algunas áreas
de inferencia cuantitativa. Algunos ejemplos en el campo
de las ciencias políticas electorales son [8], [9] y [10].
Para la construcción de las tablas de contingencia se
tomaron dos fuentes de datos: la información que pro-
porciona el , [13] sobre la población por edades para
cada parroquia y los resultados ociales de la contienda
electoral en cada parroquia. La primera base de datos nos
permite dividir al electorado en grupos de edades, más es-
pecícamente se ha dividido la población en los grupos de
edad: 16-29, 30-44, 45-60 y >60 años. Se obtuvo la canti-
dad de personas en cada parroquia que pertenecen a es-
tas clases. La segunda base de datos nos permite ver el
apoyo hacia los dos partidos políticos de forma agrega-
da para la contienda electoral del 2013, de modo que se
tengan tres grupos: cantidad de votantes que apoyaron al
partido ganador , cantidad de votantes que apoyaron
al partido y cantidad de votantes que optaron por
apoyar a otro partido político, abstenerse o anular el voto.
Estos modelos tienen algunas desventajas: 1) existe
poca investigación sobre la precisión de los métodos que
extienden la inferencia ecológica al caso RxC; 2) se debe
tener precaución al utilizarlos, especialmente en aque-
llos casos en los que las estimaciones involucran tablas
1 En Ecuador, las parroquias son parte de la división política
y en este trabajo serán tratadas como recintos electorales.
2. M
Las cantidades marginales por recinto electoral y
, se las puede obtener en los resultados de las contien-
das electorales por cada parroquia y son las cantidades to-
tales de votos que recibieron y , respectivamente,
la tercera columna muestra los votos anulados y absten-
ciones. Las cantidades marginales X
1i
, X
2i
y X
3i
se las pue-
de obtener en la información que proporcionan los censos
nacionales y corresponden a los grupos de edades respec-
tivos. Sin embargo, las cantidades al interior de la tabla no
se las puede conocer directamente dado que el voto es se-
creto. De este modo, se trata de inferir las intersecciones
de la tabla de contingencia: .
Tomando la nomenclatura de [11] la información
consta de recintos electorales (parroquias), para cada re-
cinto i (i=1,2,…,p), se tiene la cantidad de personas que
acudieron a las urnas. Podemos observar las proporcio-
nes del electorado que apoyaron a un partido especíco:
T1i,T2i,…,TCi. y las fracciones del electorado en las diferen-
tes clases de edad: X1i,X2i,…,XRi. Las variables de interés
a inferir son las fracciones del electorado que pertene-
cen a la clase , que votaron por el partido , donde
r=1,…,R,c=1,…,C-1.
2.1. LOS MODELOS BAYESIANOS
El paradigma bayesiano arma que la probabilidad de
un evento puede estar sujeto al grado de creencia que
tengamos sobre ese evento, de hecho, en los modelos
bayesianos están sujetos a esta idea, por tanto, se les
asigna dicho grado de creencia. Esto implica que, de
acuerdo con nuestro grado de creencia, podemos elaborar
de contingencia grandes, las estimaciones pueden resul-
tar sesgadas en los casos en que los partidos políticos son
pequeños; [14] 3) suelen apoyarse en supuestos que son
difíciles vericar, en la mayoría de casos requieren una
considerable capacidad de hardware para ser implemen-
tados y aun así no lograr la convergencia para los algo-
ritmos . Sin embargo, hay evidencias en favor de
utilizar estos métodos de inferencia para obtener estima-
ciones válidas sobre este tipo de fenómenos [14].
Para realizar las inferencias, este trabajo aplicó un
modelo jerárquico bayesiano para tablas de contingencia
de tamaño RxC [11] sin el uso de covariables. Este mode-
lo es una extensión del modelo jerárquico bayesiano para
el caso de tablas 2x2 [12]. Dada la complejidad de los cál-
culos de las distribuciones para los parámetros de inte-
rés, se utilizaron técnicas computacionales Markov Chain
Monte Carlo mediante el lenguaje RStan para la con-
guración del modelo. Los resultados obtenidos son las
inferencias sobre los parámetros de las distribuciones a
posteriori para las variables de interés. Esto permitió pre-
sentar los resultados en forma geográca a nivel de pa-
rroquias1 para los partidos de la contienda electoral y se
analizaron los resultados.
La inferencia ecológica es el proceso de aprendizaje acer-
ca del comportamiento individual a partir de datos agru-
pados, es decir, hacer predicciones a nivel desagregado a
partir de datos agregados [15]. Una manera de entender
el problema de la inferencia ecológica es considerar una
tabla de contingencia cuyas entradas dentro de ella sean
desconocidas y sus marginales conocidas. Tomemos la
siguiente tabla de contingencia de tamaño RxC, donde
R=4 y C=3 (ver Tabla 1).
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
6
Vivas A., et al.
(1)
En donde, p(θ) representa nuestro grado de creencias
sobre el parámetro θ, denominada también como
distribución a priori justamente al representar grados
de creencia. Tenemos también p(x|θ) a que representa
la verosimilitud para los datos. Por otro lado, la integral
∫Θp(x,θ)dθ representa la probabilidad total de los datos
si tomamos en cuenta el espacio total para el parámetro
θ. Finalmente, p(x|θ) es la distribución de probabilidad
para θ dados los datos, también llamada la distribución
a posteriori. Todo esto se da con el n de obtener p(x|θ) a
partir de p(θ,x) y p(θ).
Una forma de resumir la construcción de un modelo
del tipo bayesiano puede ser: [17] 1) Primero, se debe
elaborar un modelo que tome en cuenta todas las
variables que entran en juego para el modelo o fenómeno
a estudiar. Se debe tomar en cuenta que este modelo
debe mostrar coherencia con los datos históricos y el
conocimiento construido con anterioridad a partir de
los datos. 2) Elaborar las distribuciones de probabilidad
a posteriori para las cantidades desconocidas, pero
condicionadas a las cantidades observadas del modelo.
Se deben tomar en cuenta para estos cálculos la inclusión
de parámetros y posibles predicciones. 3) Finalmente,
se debe realizar una evaluación del modelo que ha sido
ajustado a los datos.
2.1.1. Modelos jerárquicos bayesianos
Puede ocurrir que la densidad a priori para nuestros da-
tos x, P(x|θ), dependa de r parámetros, es decir, θ=(θ1,…
,θr), además, si los θi son independientes e idénticamente
distribuidos, podemos creer adicionalmente, que estos r
parámetros están relacionados de algún modo por me-
dio de una densidad con su propio parámetro , al que
llamaremos hiperparámetro. Si es desconocido, ento-
Tabla 1.
Tabla de contingencia RxC que establece las clases por edad y apoyo a , y el resto de los candidatos que incluye votos nulos y blancos.
Grupo etarioPartido Partido Otros Total
16 - 29
30 - 44
45 - 60
> 60
Total
Fuente. Elaboración propia.
distribuciones de probabilidad y agregarles valores de
probabilidad a estas, basados en este criterio. Por supuesto
que también se requiere de una vericación de nuestras
suposiciones acerca de los parámetros y esto lo podemos
realizar mediante el cálculo de una verosimilitud [16].
De acuerdo con todo esto, podemos apoyarnos en el
teorema de Bayes aplicado a distribuciones continuas de
probabilidad. El paradigma bayesiano se puede resumir
en la siguiente fórmula: [17]
7
2.1.2. Modelo jerárquico multinomial Dirichlet
Para describir el modelo (ver Tabla 1) denimos:
Ti’=T1i’,T2i’,…,TCi’ que denen a todos los individuos vo-
tantes de algún recinto que apoyaron con su voto a algu-
no de los partidos políticos. Debiendo tratar al modelo
de forma jerárquica, [11] se procede a construir el pri-
mer nivel tomando en cuenta que los valores Ti’ siguen
una distribución multinomial con vector de parámetros
θi=(θ1i,θ2i,…,θC,i)t y cantidad , donde para bajo la su-
posición de que .
El segundo nivel jerárquico se puede construir to-
mando las proporciones de apoyo βri=(βr1,βr2,…,βr,C-1)
t con i=1,…,p y r=1,…R y vamos a asumir que siguen
distribuciones de probabilidad Dirichlet con parámetros
(αr1,αr2,αr3). Finalmente, tenemos a los , en los que asumi-
remos que siguen una distribución gamma con paráme-
tros (λ1,λ2). En resumen, tenemos:
Primer nivel jerárquico
(T1i’,T2i’,T3i’)~Multinomial
(2)
Ni= número de personas habilitadas a ejercer el voto en
el recinto i, con
(3)
Segundo nivel jerárquico
(4)
Tercer nivel jerárquico
(5)
3. M M C M C
Existen muchas aplicaciones actualizadas y que siguen
la idea de los algoritmos de Metropoli. Este trabajo uti-
liza el método de muestreo Hamiltoniano Monte Carlo
que se encuentra programado en el paquete Stan y que
puede trabajar con R para su aplicación. Fundamental-
mente, este método está basado en conceptos de las cien-
cias físicas en las que se aplica la teoría hamiltoniana para
un sistema físico emulando las variables de la posición y
sus energías. El vector de parámetro se corresponde con
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
Dado que, de acuerdo con el modelo o fenómeno a
modelar, se debe escoger una distribución para el cálculo
de p(x|θ), esta debería ser escogida de modo que el pro-
ducto p(x|θ) p(θ) resulte en una distribución que sea equi-
valente o del mismo tipo que p(θ), es decir, pertenezca a la
misma familia de la distribución a priori. Desde el punto
de vista matemático, la ventaja de esta condición es que
cuando se dispone de nuevos datos, el modelo se actualiza
de forma automática. Suele llamarse distribución conjuga-
da a aquella que cumple la condición descrita anterior-
mente, y por lo tanto se dice que la distribución p(θ) es la
distribución conjugada para p(x|θ). Para este trabajo, dado
que usaremos un modelo multinomial-Dirichlet, [11] di-
remos que la distribución Dirichlet es la conjugada de la
distribución multinomial [17].
El modelo jerárquico bayesiano obtenido puede ser aho-
ra congurado en R mediante el paquete RStan. Stan es
un paquete de soware que crea muestras representativas
de valores de parámetros de una distribución posterior
para modelos jerárquicos complejos. Podemos especi-
car modelos para Stan y comunicarnos con Stan desde R
a través de RStan. Stan utiliza un método Hamiltonian
Monte Carlo (). Stan opera con C ++ compilado y
permite una mayor exibilidad de programación, espe-
cialmente útil para modelos inusuales o complejos [19].
Las suposiciones para este modelo son las siguientes:
1) Ausencia de autocorrelación espacial, [4] y es necesa-
ria para construir la función de máxima verosimilitud y
establece que condicionando en Xi, Ti y Tj son indepen-
dientes en la media. Las violaciones de esta suposición de
maneras empíricamente razonables (e incluso algunas no
razonables) no parecen inducir mucho sesgo [15]. 2) La
suposición más crítica establece que Xi deben ser inde-
pendiente de los . Esta hipótesis es equivalente a
asumir la inexistencia de sesgo en la agregación, lo que
es necesario para obtener estimaciones consistentes para
los parámetros de la distribución. Aunque se trata de una
suposición sólida, y a menudo no se puede justicar en la
práctica, sirve como un punto de partida útil para desa-
rrollar modelos en condiciones más generales [18].
El cálculo mediante métodos numéricos de las integra-
les, que suelen aparecer en los modelos bayesianos suele
ser muy complejo, por lo tanto, se desarrollaron métodos
más ecientes como las técnicas Monte Carlo que nos
permiten obtener de forma más eciente los diferentes
parámetros de una distribución a posteriori. Además, las
conocidas cadenas de Markov sirven para obtener mues-
tras de la distribución a posteriori en lugar de trabajar
con la distribución en sí. De este modo, uniendo ambas
ideas, tenemos los métodos Markov Chain Monte Carlo.
Los denominados modelos de Gibbs o Metropoli reali-
zan el trabajo de construir la densidad a posteriori a par-
tir de muestras [20].
ces estamos ante una hiperdensidad a priori que repre-
senta nuestras creencias acerca de los datos [16]. Si el
modelo es construido con este criterio, estamos bajo un
modelo jerárquico y puede estar conformado por varios
niveles dependiendo del modelo. Este concepto puede
ser aplicado cuando se intenta agrupar los datos en re-
giones geográcas o áreas locales como en nuestro caso
y se espera que al «tomar prestada la fuerza» de las otras
regiones, se mejore la eciencia al reducir el error están-
dar de la estimación de cada región en particular [12].
8
Vivas A., et al.
Una de las ventajas de este tipo de soware, como RS-
tan, es que los modelos jerárquicos que en principio pue-
den ser difíciles de programar o congurar, se los puede
congurar nivel a nivel completando la jerarquía del mo-
delo. Para esto, se construyen las distribuciones para los
datos tomando en cuenta los parámetros que los coman-
dan. Luego, de acuerdo a la teoría de modelos jerárqui-
cos, se crea la distribución para los parámetros, pero esta
vez sujetos a los hiperparámetros. Se realiza este procedi-
miento el número de veces necesario hasta obtener todos
los niveles de jerarquía del modelo. Este procedimiento
posibilita construir un modelo completo para las diferen-
tes cantidades y nos permite establecer en fórmulas de
probabilidad lo que nosotros creíamos acerca de los da-
tos y sus relaciones. La parte que corresponde al cálculo
de la distribución a posteriori y la integración en el espa-
cio de probabilidades la realiza el paquete RStan median-
te las técnicas ya mencionadas.
Se muestra el código de programación para el mode-
lo de inferencia construido en lenguaje Stan:
data{
int N; // número de observaciones
int R; // número de grupos edad
int C; // categorías
int fcorrea [N]; // personas que apoyan
int asso [N]; // personas que apoyan
int otros [N]; // personas que apoyan otros
int ni [N]; // número total de votantes
real g1 [N]; // número de personas entre 16 y 29 años
real g2 [N]; // número de personas entre 30 y 44 años
real g3 [N]; // número de personas entre 45 y 56 años
real g4 [N]; // número de personas de 60 o más años
}
transformed data{
int Ti [N ,3];
for (n in 1:N) {
Ti [n,1]=correa[n];
Ti [n,2]=lasso[n];
Ti [n,3]=Fotros[n];
}
}
parameters {
fsimplex [C] etas [N, R];
vector < lower=0.01> [C] falfas [N,R] ;
}
transformed parameters{
fsimplex [C] heta [N] ;
for (n in 1: N) {
theta [n,1] =etas [n,1,1]*g1 [n] +etas [n,2,1]
*g2 [n] +etas [n,3,1]*g3 [n] +etas [n,4,1]*g4 [n] ;
heta [n,2] =etas [n,1,2]*g1 [n]+etas [n,2,2]
*g2 [n] +etas [n,3,2]*g3 [n] +etas [n,4,2]*g4[n] ;
heta [n,3]=etas [n,1,3]*g1 [n] +etas [n,2,3]
*g2 [n]+etas [n,3,3]*g3 [n] +etas [n,4,3]*g4 [n];
}
}
model {
for (n in 1:N){
for (i in 1: R) {
for (j in 1:C){
falfas [n,i,j]~fgamma(4,2);
}
}
}
for (n in 1: N) {
for(i in 1: R) {
etas [n,i ]~fdirichIet (falfas [n,i]);
}
}
for (n in 1: N) {
Ti[n]~fmultinomial (heta [n]);
}
}
la posición de un cuerpo en un espacio k-dimensional y
el cálculo de la energía potencial se corresponde con la
probabilidad. Las muestras son generadas por la cadena
de Markov y luego se determina la energía cinética ini-
cial de la misma, con esto se puede encontrar la trayecto-
ria de la partícula [21].
Las métricas así como son las que el paquete RStan
utiliza para medir y evaluar si la simulación de un modelo
converge o no. La métrica es una medida de la precisión
que se obtiene en las diferentes simulaciones efectuadas
a través del cálculo del tamaño efectivo de la muestra. No
todas las muestras en una cadena de Markov son efecti-
vas, por lo tanto, la métrica es el número de muestras
que efectivamente trabajaron. Los métodos Markov Chain
Monte Carlo suelen producir muestras correlacionadas
al efectuar las diferentes cadenas, por tanto, al realizar las
diferentes estimaciones, como en el caso de las medias a
posteriori, no resultan ser tan precisas como lo serían si
se tomaran muestras independientes. Por lo tanto, el nú-
mero de muestras efectivas es en realidad, una estimación
del número de muestras verdaderamente independientes
que conducirían a la misma precisión en el modelo [11].
Por otro lado, la métrica (factor de reducción de po-
tencial de escala) indica el factor de escala por el cual la
desviación estándar de la distribución para un paráme-
tro determinado podría reducirse si el número de simula-
ciones tiende al innito. Cuando la simulación alcanza la
convergencia en la distribución a posteriori para el pará-
metro escogido, entonces el valor de debe ser 1. Debemos
tomar en cuenta que estos procedimientos no equivalen a
llevar a cabo una prueba de hipótesis, esto implica que no
existe algún valor-p como valor de aceptación o rechazo
de hipótesis y tampoco se tiene alguna signicancia esta-
dística, sino que más bien se evalúa la discrepancia de la
convergencia de la distribución de forma práctica [17].
9
4. R
Esta sección muestra algunos resultados de las simula-
ciones realizadas para inferir el apoyo que recibieron los
partidos y en la contienda electoral presidencial
del 2013. Se tomaron en cuenta 1223 recintos electorales
(parroquias) que se encuentran a lo largo del territorio
nacional y se presentan en todas las provincias del país,
por lo tanto p=1223. El conjunto de personas habilitadas
para el sufragio fue repartido en 4 clases según su edad,
por lo tanto R=4. El estudio se realiza sobre los dos parti-
dos políticos que obtuvieron la mayor votación, quedan-
do un grupo de votantes que apoyó al resto de partidos
no relevantes junto con los votos nulos y abstenciones,
por lo tanto C=3. El objetivo es conocer cuánto apoyo
recibieron estos dos partidos políticos de parte de la po-
blación votante. Las proporciones de apoyo son calcula-
das estadísticamente e indexadas por Stan siempre que
se haya congurado el modelo de forma adecuada. La
indexación se da a cabo mediante tres subíndices: i,j,k.
El índice i corresponde al recinto (parroquia), el índice j
corresponde al grupo de edad y el índice k corresponde
al partido político al que apoyan cada uno de los indivi-
duos votantes.
La ejecución se realizó mediante cuatro cadenas. Para
estos procesos, las iteraciones suelen dividirse en tipo ca-
lentamiento y tipo posterior. En este caso, se asignaron
500 iteraciones de calentamiento y 500 posteriores al mis-
mo. Con esto se obtiene una muestra de 2000 simulacio-
nes para la distribución a posteriori en cada uno de los
parámetros, con esto se espera alcanzar la convergencia
del método.
La tabla 2 ofrece los resultados de la simulación, eje-
cutados especícamente para el recinto Camilo Ponce que
pertenece a la provincia del Azuay. Los parámetros que
han sido simulados por Stan son: media, desviación es-
tándar de la media, y para cada una de las distribucio-
nes a posteriori para esas cantidades. El método alcanzó
la convergencia en las distribuciones para cada uno de los
parámetros, esto lo verica el valor que para todos los ca-
sos es 1 (ver Tabla 2).
Los denominados traceplots son las grácas que Stan
muestra para la observación de las cadenas generadas en
las simulaciones y en las que se puede apreciar visualmen-
te la convergencia de las simulaciones (ver Figura 1). Se
muestra los traceplot de las cadenas generadas por el mé-
todo para el caso del recinto de Cumbayá que pertenece a
la provincia de Pichincha. Estos traceplots corresponden
a las simulaciones de las proporciones de apoyo hacia el
partido político que recibió de los grupos de edad ge-
nerados a partir de los datos de población. Los diferentes
colores que se aprecian en los traceplots corresponden a
las cuatro cadenas simuladas para los diferentes paráme-
tros en el recinto denido. La forma visual de comprobar
si las cadenas convergen es vericando que las iteracio-
nes estén centradas alrededor de un mismo valor en for-
ma horizontal.
Stan puede elaborar también las distribuciones de
probabilidad a posteriori para las variables de interés. Se
presentan estas grácas (ver Figura 2) para el recinto de
Cumbayá. Nuevamente, las iteraciones se dividieron en
500 de calentamiento, 500 de poscalentamiento y 1000
iteraciones para la simulación propiamente. Los diferen-
tes colores corresponden a cada una de las cadenas y po-
demos ver que cada cadena converge prácticamente a la
misma distribución.
Una manera general de ver el conjunto de resulta-
dos puede ser a través de mapas con escalas de color que
muestran el nivel de apoyo hacia los partidos políticos
Tabla 2.
Parámetros simulados obtenidos para el recinto Camilo Ponce, en cada uno de los grupos etarios.
mean sd_mean ne Rhat
betas[1,1,1]
betas[1,1,2]
betas[1,1,3]
betas[1,2,1]
betas[1,2,2]
betas[1,2,3]
betas[1,3,1]
betas[1,3,2]
betas[1,3,3]
betas[1,4,1]
betas[1,4,2]
betas[1,4,3]
0.69
0.13
0.21
0.51
0.20
0.31
0.39
0.22
0.29
0.41
0.27
0.31
0.1
0.06
0.07
0.13
0.08
0.14
0.18
0.10
0.11
0.14
0.14
0.15
1311
1616
1227
1321
1641
1162
2000
2000
2000
2000
2000
2000
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
Fuente. Elaboración propia.
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
10
Vivas A., et al.
y dependiendo del color y su intensidad. La -
gura 3 muestra el mapa descrito para el apoyo que reci-
bió el partido . Se puede observar de forma general que
la mayor proporción de apoyo que este partido recibió
corresponde al primer grupo etario, es decir, los votantes
entre 16 y 29 años. Podemos apreciar que estas propor
-
ciones oscilan aproximadamente entre 50% y 70%. Ade-
más, los mapas muestran que la parte costera y una gran
Figura 1.
Traceplots para las variables de interés del apoyo a AP en el recinto de Cumbayá
Figura 2.
Distribuciones de probabilidad a posteriori para las proporciones de apoyo de las diferentes clases etarias hacia AP en el recinto Cumbayá
11
porción de la región andina fueron quienes apoyaron en
mayor medida a este partido. La región oriental no pare-
ce presentar altos valores de apoyo. Además, parece ser
que el apoyo hacia disminuye de forma considerable
cuando aumenta la edad de los votantes (ver Figura 3).
La gura 4 muestra las proporciones de apoyo hacia
el partido político . La gráca muestra que las clases
etarias inferiores apoyaron en menor medida que las cla-
ses etarias más altas. Por ejemplo, para la clase etaria que
está entre los 16 hasta los 29 años, se observa un apoyo
que está en un rango entre el 10% y 30%. Este apoyo pa-
rece crecer a medida que la clase etaria crece. El mapa no
presenta regionalismo en el apoyo de las clases etarias ha-
cia este partido político ya que la intensidad en los colores
se mantiene en forma general (ver Figura 4).
calculadas, esto es algo que no todos los paquetes calcu-
lan.
Comparando la metodología utilizada en este trabajo
con [22] se concluye que, en general, el uso de metodolo-
gías bayesianas con modelos que muchas veces son jerár-
quicos es más eciente que el uso de otros métodos que
también pueden usar simulaciones. Se debe tomar en
cuenta el cumplimiento de las suposiciones para el buen
desarrollo del modelo, aunque en la práctica difícilmente
se cumple con alguna de estas, por ejemplo, el supuesto
de distribución del modelo.
El análisis realizado en este trabajo podría ser mejo-
rado si se utilizan covariables en la información obtenida
para los recintos electorales. Es muy conocida la utilidad
que poseen las covariables en un modelo al permitir que
los parámetros de interés varíen en función de ellas. Esto
implica también que las distribuciones sean más exibles,
es decir, será posible trabajar con densidades más com-
plejas. Por ejemplo, al condicionar al modelo sobre los ,
es posible modelar la relación que existe entre estos da-
tos y los parámetros en lugar de asumir que ambos son
independientes a priori como en [12].
Las desviaciones estándar para las medias en la tabla 3
tienden a ser más bajas que en los resultados del modelo
Multinomial-Dirichlet, [11] esto puede deberse a
que en este trabajo se utilizó el método que propor-
ciona RStan en comparación con el sampleador de Gibbs
Figura 3.
Apoyo que recibe AP de parte de las clases etarias en las elecciones presidenciales 2013
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
Este trabajo ha empleado métodos Markov Chain
Monte Carlo para efectuar la inferencia sobre las pro-
porciones de apoyo desde ciertas clases etarias a parti-
dos políticos determinados en elecciones presidenciales.
La inferencia a través de estos algoritmos se basa en con-
seguir una distribución de probabilidad muestreada a
posteriori por lo que se hizo necesario el uso de simula-
ciones que utilizan cálculos computacionalmente caros. A
cambio de esto se tienen ventajas: 1) Sus cálculos logran
gran eciencia, por ejemplo, en los intervalos de conan-
za que pueden ser más nos [11]. 2) Las probabilidades
para las proporciones de apoyo a posteriori pudieron ser
12
utilizado en ese artículo y la cantidad de recintos que se
utilizaron en este trabajo.
Stan utilizó 2000 iteraciones que fueron congura-
das en principio y que fueron sucientes para llegar a la
convergencia del método, en el caso de [12] se usaron
3.000.000 iteraciones mediante el paquete WinBUGS que
también construye distribuciones a posteriori. Los trace-
plots que se mostraron en este trabajo demostraron que
las cadenas efectivamente convergen mientras que en [12]
no ocurre esto.
5. C
Varios enfoques se han desarrollado para la solución del
problema de la inferencia ecológica; en este trabajo se ha
tomado un enfoque bayesiano mediante el modelo Multi-
nomial-Dirichlet y el método Hamiltonian Monte Carlo
para la simulación. A diferencia de los métodos estadís-
ticos frecuentistas, los métodos bayesianos se basan en
la formulación de un conjunto de distribuciones previas
para los parámetros desconocidos que se basan en creen-
cias a priori del investigador. Tales distribuciones previas
son parte del modelo estadístico, así como la parte que ex-
presa la distribución de probabilidad de las observaciones
dadas a través del cálculo de su verosimilitud.
RStan presenta una alta efectividad al trabajar con
modelos jerárquicos bayesianos. Por medio de su método
, los parámetros de interés fueron estimados y las
cadenas llegaron a la convergencia de forma efectiva. Para
mejorar la exactitud de las inferencias, es recomendable
la formulación del modelo incluyendo covariables que
permitan una exibilización del modelo con respecto a
las suposiciones del mismo.
R
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Figura 4.
Apoyo por clases etarias hacia el partido político CREO en las elecciones 2013
Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
13
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Estadística Bayesiana para la Inferencia sobre el Comportamiento Electoral
REVISTA INGENIO
Dely Natalia Bravo Donoso | Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador
Gladys Anabel Caiza Changoluisa | Universidad Politénica de Valencia, Valencia, España
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4231 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
Ecuador is a country that in its great majority is marked by a linear economic model. Few are the sec-
tors that have bet on the economy circulates where there is no waste. e industrial sector of Ecuador
has openly ventured into this circular economic model as a means to sustainable development within
this large sector highlights the industrial sector that has had very important initiatives in terms of cir-
cular economy projects where the objectives have been focused on the use of recycled materials to a
new product, care for the environment with the use of alternative energies and GHG emissions present
throughout the production process and nally the reduction of natural resources; giving added value to
this type of products.
Ecuador es un país cuya gran mayoría de sectores está marcada por un modelo económico lineal. Pocos
son los que han apostado por la economía circular donde no existen desechos. El sector industrial del
Ecuador ha incursionado abiertamente en este modelo económico circular como un medio para el de-
sarrollo sustentable, dentro de este gran sector se destaca el industrial que ha tenido iniciativas muy im-
portantes en cuanto a proyectos de economía circular, donde los objetivos se han centrado en el empleo
de materiales reciclados para generar un nuevo producto, cuidado del ambiente con el uso de energías
alternativas y reducción de la emisión de GEI presente en todo el proceso productivo, y nalmente la
reducción en el uso de recursos naturales; dándoles un valor agregado a este tipo de productos.
1.
El mundo se enfrenta a un grave daño ambiental, un es-
cenario en el que nadie querrá vivir, en donde los recur-
sos son nitos y escasos, generando signicativos impac-
tos que afectan la seguridad de la sociedad y el equilibrio
del medio ambiente. Un mundo en el que la industria
evoluciona día a día y el crecimiento poblacional se vuel-
ve una amenaza, entonces surge la necesidad de crear un
modelo económico diferente y regenerativo. Desechar el
clásico sistema lineal, en donde, la extracción, proceso,
distribución, uso y residuo sigan un ciclo continuo.
Según el análisis realizado por el Foro Mundial de
Economía Circular, se tiene que la economía circular
Received: 5/8/2022
Accepted: 27/8/2022
Circular economy, sustainable develop-
ment, textile industry, initiative.
Economía circular, desarrollo sustenta-
ble, industria textil, iniciativa.
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector extil
en Ecuador
Review of the Circular Economy as an Economic Model of the Textile Sector in Ecuador
15
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector Textil en Ecuador
Gracias a ello, las diferentes industrias alrededor del
mundo se han involucrado en este gran acontecimien-
to, una de ellas, y quizás la más signicativa en el Ecua-
dor, es la industria textil, siendo el tema de los ujos de
materiales donde se requiere actuar de forma prioritaria,
debido a que su industria es muy contaminante y consu-
midora de recursos.
Esta investigación procura analizar la economía cir-
cular como un factor importante dentro de la industria
textil del Ecuador y el aporte que esta brinda a la pobla-
ción, proporcionando productos sustentables de calidad
y concientización social.
Evaluará cómo la industria textil puede adoptar un
enfoque de desarrollo sustentable como un mecanismo
para consolidar el cambio de la matriz productiva, y al
que se suma la implementación de tecnologías limpias,
con el propósito de optimizar el uso de recursos natura-
les, considerando que, en el caso de la industria textil, la
utilización del agua es primordial.
La implementación de una economía más circular es
el camino al futuro sostenible, es hora de empezar a no-
tar los múltiples benecios de la innovación dentro de
esta losofía.
1.1. SOPORTE CONTEXTUAL
1.1.1. Economía circular en el contexto global
El portal del Foro Mundial de Economía Circular,
realizado en junio del año 2017, menciona que se han
venido desarrollando acciones concretas que muestran
la centralidad del tema como:
·
El gobierno nlandés lanzó, en el 2016, su estrategia
hacia la economía circular llamada «Leading the cycle»
- Finish road map to a circular economy 2016-2025.
·
Por otro lado, el Foro de Economía Circular, realizado
el año pasado en Uruguay, menciona que la Comisión
Europea adoptó un Paquete de Economía Circular, en
diciembre de 2015, buscando promover la transición
hacia una economía circula en la Unión Europea. Este
paquete incluye propuestas legislativas respecto a resi-
duos y aumento de tasas de reciclaje y reúso, así como
un plan de acción para promover la economía circular
en las distintas cadenas de valor.
·
Además, el mismo portal, señala que algunas ciudades
ya vienen trabajando en la elaboración de sus estrate-
gias hacia la economía circular como el caso de Lon-
dres, Vancouver, Helsinki y Rio de Janeiro, entre otros.
·
Sin embargo, en junio del presente año se realizó el pri-
mer Foro Mundial de Economía circular en Finlandia
con la participación de más de 1500 asistentes y la co-
laboración de más de 100 países, organizado por ,
agencia de innovación nlandesa.
A. Industria automotriz
Diferentes industrias a escala internacional, hoy en día
han adoptado esta losofía, pretendiendo elaborar nue-
vos modelos de negocios que benecien a la sociedad y
al medio ambiente.
B. Industria de los plásticos
En noviembre del año 2020, la Fundación Ellen Ma-
cArthur y el programa de las Naciones Unidas para el
Medio Ambiente () publicaron el informe de
«Progresos sobre el Compromiso Global por la Nueva
Economía del Plástico», en donde se unieron más de 500
organizaciones para abordar la contaminación plástica
desde su origen, y que estaba dirigido principalmente a
propone un cambio sistémico radical que apunta al eco-
diseño, la simbiosis industrial, la economía de la funcio-
nalidad, reúso, reparación, remanufactura y valorización.
Este enfoque promueve la innovación y la resiliencia a lar-
go plazo y permite el desarrollo de nuevos modelos de ne-
gocios y el desarrollo de productos sustentables [1].
·
China es uno de los países que más ha contaminado el
medio ambiente durante varios años, es por ello que
el gobierno chino ha desarrollado varias leyes apega-
das a la economía circular, entre ellas hay una nueva
ley aprobada de Economía Circular que contiene pre-
ceptos y políticas generales que no son nuevos, y que
se pueden encontrar en las anteriores leyes medioam-
bientales chinas ya mencionadas [3].
1.1.2. Las industrias americanas incursionan en la econo-
mía circular
Alrededor del mundo la economía circular se encuentra
en el centro de las discusiones y nuevas estrategias de los
gobiernos de todo el planeta. Según el Banco Mundial,
América Latina genera 160 millones de toneladas de re-
siduos sólidos al año con un promedio per cápita de 1,1
kg/día del cual menos del 3% se reutiliza o recicla [2].
Por otro lado, Toyota Motor Corporation, es el líder
mundial en ventas de vehículos eléctricos híbridos, y es
una de las compañías más grandes que fomenta la adop-
ción masiva de vehículos híbridos en todo el mundo [5].
La industria automotriz, por ejemplo, ha incursio-
nado en el reciclaje de motores viejos para que puedan
volver a ser utilizados gracias a una tecnología de recubri-
miento de plasma especial patentada por la organización
Ford. Esta acción reduce las emisiones de CO2 aproxima-
damente en un 50% con respecto a la fabricación de un
motor nuevo. Así lo plantea el gerente de la compañía [4].
16
Bravo N., et al.
C. Industria textil
1.1.3. Economía circular en la cadena de valor del textil
En las políticas que amparan la economía circular, el
área textil es uno de los ujos materiales donde se nece-
sita actuar de forma inmediata.
empresas, las cuales representan el 20% de todos los en-
vases de plástico producidos a escala mundial, compro-
metiéndose con objetivos para 2025, esperando llegar a
cumplir este objetivo en común [6].
Dentro de esta lista de industrias, incursiona la textil, que
se halla realizando una transición a la economía circular,
debido a que la fabricación de ropa exige recursos natu-
rales en abundancia, por ejemplo, para la producción de
un pantalón jean se necesitan 3000 litros de agua [7].
En primera instancia su industria es una de las mayores
contaminantes y consumidoras de recursos en el mundo,
de manera natural la elaboración de prendas de vestir ne-
cesita de materias primas tanto naturales como sintéticas,
así como un alto consumo de agua, su transporte tiene
como principal consecuencia el cambio climático por las
emisiones de CO2 a la atmósfera y el tratamiento poste-
rior que se realice al nalizar la vida útil del producto [11].
Un estudio realizado por la Universidad de Cambri-
dge estimó que por cada kg de tejido textil producido en
el mundo se consume 0,6 kg de petróleo y emite 0,2 kg de
CO2 o su equivalente a la atmósfera, de la misma mane-
ra el consumo de agua también es un factor importante.
Por ejemplo, para confeccionar un pantalón jean se ne-
cesita 3000 litros de agua y para una camiseta de algodón
1200 litros [11].
La sociedad actual cada vez es más caprichosa y se
consumen productos textiles en altas cantidades, primor-
dialmente ropa, con un ciclo de vida cada día mucho más
corto [11].
No basta con esto, según la comunicación de respon-
sabilidad y sustentabilidad empresarial, esta industria es
la que menos recicla por los químicos usados para la fa-
bricación de sus productos, contaminando exuberante-
mente. Cada año se venden 80.000 millones de prendas
en el mundo. Y la industria textil es la segunda más con-
taminante del planeta. Es responsable del 20% de los tó-
xicos que se vierten en el agua [8].
Al igual que la industria de los plásticos, muchas em-
presas se unieron a la iniciativa impulsada por la Funda-
ción Ellen MacArthur, empezando por la ropa y las bras
usadas en sus productos. H&M y Nike son algunas de las
organizaciones pioneras para su desarrollo [9].
Empresas como H&M, Zara, Timberland y Unilever
se suman a la iniciativa de hacer una transición del mo
-
delo económico lineal que se basa en: extracción-pro-
ducción-consumo-eliminación a un modelo económico
circular, [12] incorporando el ecodiseño donde los pro-
ductos son ya diseñados pensando en facilitar su uso des
-
pués del uso como estrategia empresarial [13].
La iniciativa de bras circulares producirá un análisis
de la industria textil y su trazabilidad, poniendo en evi-
dencia el ciclo de vida de los textiles, los problemas con-
secuentes que afectan al equilibro del medio ambiente y
los pasos que seguirán para construir una industria tex-
til regenerativa [10].
H&M implementó una iniciativa en el 2013 donde
sus clientes tienen la opción de llevar sus prendas de ropa
usada de cualquier marca, para que esta sea recogida y re-
ciclada, con esta campaña lograron recoger más de 14.000
toneladas de ropa, este fue un paso importante para con-
seguir un ciclo cerrado para los productos textiles, mi-
nimizando la generación de residuos y la necesidad de
explotar más materias primas con lo que se reducen los
impactos de la producción sobre el planeta [12].
La economía circular se reere a la importancia de con-
servar los productos el mayor tiempo posible y evitar la
generación de residuos al momento de terminar su vida
útil, es decir, que puedan seguirse utilizando un número
determinado de veces para crear más valor [11]. Pasar
de una economía lineal a una economía circular requiere
la implementación de mejoras en todas las cadenas de
valor del mercado, incluyendo la textil, desde el diseño
y desarrollo de nuevos productos hasta los modelos de
gestión empresarial y de mercado [11].
Las grandes empresas textiles a nivel mundial están
apostando por ampliar el ciclo de vida de sus productos,
convirtiendo las prendas de vestir ya usadas en prendas
nuevas para evadir el desperdicio y reducir los impactos
medioambientales que generan estas [12]. Esto implica
un cambio sistémico total innovando no solo en tecnolo-
gía, sino también dentro de la organización, métodos -
nancieros, políticas y la sociedad [11].
Otras empresas que tomaron iniciativas circulares,
son las del grupo Inditex, que implementó un programa
en el 2018 «e list», en donde regula las sustancias quí-
micas a utilizar en la producción de textiles, aseguran-
do la seguridad y salud de las prendas, siendo un líder de
cambio para los paradigmas, buscando así que sus pren-
das provengan de fuentes sostenibles en el 2023 y que para
el 2025 procedan de fuentes orgánicas [14]. De la misma
manera, Timberland es otro referente, desde el año 2008
fabrican suelas de zapatos con polvo de neumáticos viejos
y r
eutilizan botellas de plástico, el objetivo de Timberland
es que al año 2020 el 100% de sus productos incluyan al
menos un material reciclado, orgánico o renovable [12].
Si se reducen la cantidad de residuos generados por la
industria textil, esto ayudará en la prolongación del ciclo
de vida de la ropa, por ejemplo, un diseño que permita la
reparación o la separación de sus componentes, como es
el caso del calzado facilitaría una preparación óptima para
la reutilización, punto clave para poder cerrar el ciclo [11].
17
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector Textil en Ecuador
Para fomentar la economía circular en el área textil será
necesario adoptar las mejores prácticas que se están
implementando en países de Europa, España es uno de
ellos el cual toma diferentes iniciativas para promover la
economía circular en este sector tan importante para el
desarrollo económico de un país.
1.1.4. Industria textil en el Ecuador
En los últimos años, la industria textil en el Ecuador ha
estado afectada por las altas uctuaciones de la econo-
mía local, cifras ociales de la Asociación de Industrias
Textiles del Ecuador (ver Tabla. 1), muestra que en el año
2008 el país exportó 31.870,427 toneladas de produc-
tos textiles al exterior, [17] en comparación con el año
2009 evidencia un descenso total de casi el 11% en las
toneladas de exportación con respecto al año anterior.
El año que tuvo un auge en las exportaciones fue en el
2012 donde se llegaron a exportar 39.2002,60 toneladas
de productos textiles signicando un aumento sustancial
de casi el 27% en comparación con el año 2009 en el que
se evidenció un declive total de estas.
1.1.5. Iniciativas de desarrollo sustentable en el sector
industrial-textil del Ecuador
En los últimos años, gracias a la política industrial del
Ecuador realizada por el , se ha buscado incre-
Tabla 1.
Exportaciones por toneladas y facturación anual (2008-2018)
Año Ton. M$
2008 31.870,43 144.984,46
2009 28.852,97 179.260,70
2010 33.613,98 229.292,71
2011 35.899,14 194.896,08
2012 39.202,60 154.649,10
2013 39.059,67 156.592,28
2014 37.376,57 148.024,50
2015 33.379,66 118.102,85
2016 32.588,83 110.382,00
2017 26.928,99 94.723,37
2018 25.809,08 98.638,413
Las exportaciones del año 2018 muestran un descenso
en comparación con las del año 2012, la crisis en Venezuela
signicó un golpe muy duro a las exportaciones (ver Figura
1), llegándose a exportar 25.809,08 toneladas, lo que signi-
có un descenso de casi el 35% en las exportaciones [18].
A mayo del 2019 se puede evidenciar un aumento
gradual en las exportaciones y la manufacturación, lo cual
se puede evidenciar en la tabla 2, donde se muestra que el
área a donde más se exporta productos textiles es la Co-
munidad Andina () con un tonelaje de exportación
de 10.495,280 ton en 5 meses signicando un 40% (ver
Figura 2), si siguen a ese ritmo las cifras, se estima que
para el término del año se supere ligeramente el valor de
exportación del 2018 (10.483,205 ton) [18].(ver Tabla 2)
Prácticas tales como fomentar la eco-confección de
las prendas a partir de hilo reciclado, a través de medidas
como reconocimientos económicos y premios a la inno-
vación y el ecodiseño, [11] un fabricante textil de
Turquía es el único a nivel mundial que posee la etiqueta
de la Unión Europea que le calica como ecológico, esta
ha creado una tela que, debido a que conserva su forma
resulta más duradera y durante su ciclo de vida especí-
camente en su fabricación ahorra un 23% de consumo
de agua, por otro lado en sus plantas poseen instalacio-
nes de ltración para tratar el agua y reutilizarla, [15] me-
jorar las estadísticas de recogida, reutilización, reciclado,
etc., [11] optimizar la recuperación de material, es decir,
fomentar la moda sostenible y los mercados de segun-
da mano, crear un modelo de responsabilidad de los pro-
ductores semejante a Eco- que se fomentó en Francia,
la cual para el período 2014-2019 estableció unos objeti-
vos ambiciosos en la recolección de residuos textiles, en
el año 2017 alcanzó a recoger 195.000 toneladas de re-
siduos, de ellos 64% fue destinado a la reutilización y el
35% al reciclaje y a la valorización energética, se espera
que para el año 2019 se dupliquen los tonelajes de reco-
lección, [16] fomentar el cambio de comportamiento de
los ciudadanos en materia de consumismo, las personas
deben entender que los residuos textiles bien gestionados
pueden tener más vida útil reutilizando y minimizando
los impactos que estos producen al medio ambiente [11].
18
Bravo N., et al.
Muchas iniciativas han sido puestas en práctica por dife-
rentes empresas ecuatorianas del sector textil. Estas ini-
ciativas se encaminan a prácticas amigables con el medio
ambiente, a una economía circular, o a innovación como
un medio para subsistir. Según K. García, en su artícu-
lo «La innovación como estrategia de la industria tex-
til transformando para subsistir: una alternativa para el
Ecuador», una importante corriente a nivel empresarial
es la denominada responsabilidad social empresarial,
como resultado de una interrelación entre las necesida-
des de la sociedad y empresas enfocadas en el desarrollo
sustentable; [21] entendiéndose al desarrollo sustentable,
según A. Sánchez, como un medio para satisfacer las ne-
cesidades del presente, sin menoscabo de la capacidad de
las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesi-
dades; [22] evidenciándose en la industria textil a través
Figura 1.
Datos de exportaciones y facturación (2008-2016)
Fuente. [34].
Figura 2.
Exportaciones por bloques a mayo del 2019
Tabla 2.
Exportaciones a mayo del 2019 por bloques económicos y tipo de producto
Bloques de países de destino Ton. M$
comunidad andina 10.495,280 39.698,288
resto asia 5.263,299 12.152,547
unión europea 3.481,668 9.983,374
Mercosur 3.561,757 15.050,063
Chile 586,399 3.131,141
otros 682,173 1.871,123
resto naa 556,016 3.349,292
Rstados Unidos 562,959 9.128,819
China 64,653 182,557
Panamá 121,975 1.050,642
caa-dar 432,908 3.040,566
Total general 25.809,086 98.638,413
Fuente. La gura 1 muestra cómo ha sido la evolución de la
industria textil ecuatoriana a lo largo de los últimos 10 años.
mentar mayor valor agregado, empleo de mejores tecno-
logías, a la par de la mano de obra capacitada y buenas
practicas con el medio ambiente; a las actividades pro-
ductivas del país. Este proceso ha sido lento, en tal mo-
tivo, el sector manufacturero no ha sido el motor para el
crecimiento de la economía del país. En este sentido, el
sector de alimentos y bebidas es el mayor representante
con un promedio del 55,9% del industrial no petrole-
ro en el año 2007, siguiendo el sector textil y confeccio-
nes con el 14,3% y así se ubican los otros sectores [19].
Para incursionar en el tema de las iniciativas, es im-
portante entender que son cualidades que poseen algunas
personas, asociaciones, empresas, escuelas y diferentes co
-
lectivos de poder por si mismos iniciar alguna cuestión,
bien sea comenzar un proyecto o buscar soluciones a al-
guna problemática [20].
19
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector Textil en Ecuador
De las iniciativas para el sector industrial nace el Cen-
tro Ecuatoriano de Eciencia de Recursos y Producción
más limpia () con el n de promover un uso eciente
de recursos y producción más limpia tanto a nivel indus-
trial y comercial como de servicios del país, fomentando
la competitividad de las empresas y su desarrollo susten-
table. Inuyendo directamente en el sector textil, encami-
nándolo al empleo de materiales provenientes de reciclaje
o de fuentes naturales [23].
En el sector textil también se han acogido prácticas de
compromiso ambiental que consisten en soluciones para
disminuir la contaminación y uso desmedido de recursos
De las grandes empresas textiles del Ecuador, pocas in-
cursionan en el desarrollo sustentable; entre estas están Vi-
cunha Ecuador S. A., las demás no, así se tiene a: Lamitex,
Smjrtkappa Ecuador S.A, Fibran Cía. Ltda., Insomet Cía.
Ltda., Empresas Pinto S. A., Textiles El Rayo S. A., S. J. Jersey
Ecuatoriano C.A., Tejidos Píntex S. A. y Royaltex S. A. [25].
Según datos de la Encuesta de Manufactura y Minería
(año 2007), en el ámbito de estas empresas textiles ecuato-
rianas, existen diferentes sectores, los mismos se pueden
observar en la gura 3. El sector de mayor aporte es el de
hilatura, tejedura y acabado de productos textiles, con-
centrando el 35% de la producción total de la industria
dedicada a la fabricación de productos textiles, prendas
de vestir y artículos de cuero que es el 3,5% de la produc-
ción manufacturera total [26]. (ver Figura 3)
Figura 3.
Sectores de mayor aporte a la industria textil durante el año 2007
Fuente. [26].
del uso de materiales reciclables, el uso de envases
para la generación de bras, de diseños, entre otras inno-
vaciones de esta industria. Siendo la más importante la
innovación en bras sintéticas provenientes del reciclaje
en la industria textil [21].
La industria textil del país posee desventajas en cuanto
a competitividad con los países vecinos, según la Aso-
ciación de Industriales Textiles del Ecuador (), esas
desventajas radican en el ingreso ilegal de productos des-
de países limítrofes. Como un medio para combatir esta
problemática se ha empleado la diferenciación de pro-
ductos, productos más verdes; enfocándose en el diseño
y confección de modas y accesorios a partir de materiales
reciclables. Por ejemplo, la Armada del Ecuador fomenta
la elaboración de cojines, cubrecamas, entre otros pro-
ductos por la población aledaña al recinto militar, con el
uso de los retazos de tela.
naturales, a partir de ese criterio es que la tecnología textil
ha ido buscando nuevas tendencias, tales como la tintura
en el tejido, de tal manera que se realicen a base de procesos
waterless (sin agua) o con técnicas que reduzcan notable-
mente el consumo de la misma. Según el portal de noticias
online Vicunha Textil (Ecuador), desde el año 2011 cuenta
con una planta de tratamiento de aguas residuales, motivo
de gran satisfacción ya que esto ha permitido preservar los
recursos hídricos e incentivar a cuidar uno de los recursos
más importantes como lo es el agua [24].
Una iniciativa bien marcada en cuanto a la econo-
mía circular que tuvo el sector industrial fue la empresa
Enkador S. A, constituida con capital europeo y ecuato-
riano, más tarde participó el capital colombiano; en 1996
se transformó en la primera empresa textil certicada y
que apostaba al cuidado ambiental; transformando bote-
llas plásticas recicladas en hilos ecológicos y, a su vez, te-
jido de telas de jean, entre otros tejidos [21].
Para complementar el estudio de la economía circu-
lar en el ámbito de la industria ecuatoriana, se tiene que,
dentro del sector industrial del país, se han evidenciado
importantes iniciativas las cuales se alinean al desarrollo
sustentable. Así se tiene, el Proyecto Manejo Integrado y
Ambientalmente Sostenible de Bifenilos Policlorados en
Ecuador, se sabe que el es una de las sustancias quí-
micas orgánicas más estables y tóxicas, donde se busca fo-
mentar la gestión racional de los aceites, equipos, sitios y
desechos contaminados con , acorde con los Conve-
nios de Basilea y Estocolmo. Se pretende capacitar sobre
su correcta gestión y eliminación [27].
20
Bravo N., et al.
1.1.6. Moda sostenible en Ecuador
Ecuador por su parte también ha promovido trabajos
direccionados a la moda sostenible, tal es el caso de e
Andes Fashion, que es una marca que nace en el 2011, esta
marca se basa en algunos trabajos realizados por empre-
sas de Miami, . e Andes Fashion es una colección de
bolsos con telas típicas locales, realizados por costureras de
diferentes comunidades en la región andina del Ecuador.
Este trabajo nace con la ideología de desarrollar pro-
ductos que no quebranten las costumbres, cultura y los
recursos propios del país. Además, otra razón para em-
pezar con este trabajo se debe a que se ha visto empresas
extranjeras que llegan al país, y aprovechan los recursos y
tienen éxito, entonces por qué no emprender y hacer algo
muy «nuestro», debido a que se conoce el medio, el idio-
ma, las costumbres, el país, y la región.
Muchos son los talleres localizados en diferentes par-
tes del país, unos en la Costa, otros en la Sierra y los wao-
rani en la selva. Cada uno especializado en un producto
o material especíco; por ejemplo, asociaciones de teje-
doras de paja toquilla y algunos otros pequeños talleres
donde se elaboran los sombreros. También hay otros ar-
tesanos especializados en tagua, producción de cuero de
vaca, ecoresinas y maderas, los joyeros en plata na 950
y los tejedores de textiles [32].
2.
Entre los elementos a investigar se resaltan: guía del
diseño circular, modelo económico lineal, modelo econó-
mico circular, desarrollo sustentable, industria textil en el
Ecuador, temas que están inmersos en la aplicación del
modelo circular en el sector textil del Ecuador.
El proceso empleado en este artículo partió de la in-
vestigación de los diferentes elementos mencionados
anteriormente en distintas bases y repositorios de libre
acceso, así mismo en entidades tanto nacionales como in-
ternacionales en inglés y español. Después de este paso,
se pudo obtener una base en donde se detallan los re-
sultados, permitiendo así, tener una idea más clara de la
industria textil en los últimos años y su relación con la
economía circular.
En los últimos años, la industria textil en el Ecuador
ha estado afectada por las altas uctuaciones de la eco-
nomía local. Cifras ociales de la Asociación de Indus-
triales Textiles del Ecuador, muestran que en el año 2008
el país exportó 31.870,427 toneladas de productos texti-
les al exterior, [17] mientras que en el año 2017 se expor-
taron cerca de 6479,00 toneladas suponiendo un declive
de casi el 80% del total de exportaciones del 2008, siendo
Por otro lado, Holcim Ecuador también desarrolló un
Plan de Desarrollo sostenible 2030 el cual se asienta en
cuatro áreas: clima (energías reutilizables), economía
circular (gestión de residuos) y nalmente agua, medio
natural, personas y comunidades (gestión responsable de
recursos en toda la cadena de valor) [28].
Según Debbie Moorhouse & Danielle Moorhouse (2017)
el futuro para incursionar en una moda sostenible en las
industrias a nivel mundial es poco predecible y al mismo
tiempo apasionante. Algunas marcas están haciendo gran-
des progresos para cerrar el ciclo y cosechar benecios de
ello, [29] pero en otros sectores de la industria textil como
menciona Fletcher (2014) existe «gran timidez y algo de
renuencia» a ver un futuro con un modelo comercial sos-
tenible moderno que está inmerso en la etapa de diseño,
sin jóvenes talentos de diseño e imaginación se corre el
riesgo de no poder pasar de la producción tradicional a
una producción sosteniblemente rentable [30].
En la actualidad, las celebridades respaldan y han sido
una gran inuencia para incursionar en el diseño sosteni-
ble en la industria de la moda textil, un gran número de
ellas no solo usa su nombre para promocionar una mar-
ca, sino que incursionan como diseñadores y empresarios,
la actriz Emma Watson es una de los principales activis-
ta-ética de la moda y a menudo usa moda sostenible en
eventos de alto perl de la alfombra roja [29].
El presente trabajo emplea una metodología de análisis
de contenido cualitativo, el mismo que permitirá la in-
terpretación de los datos o registros que se encuentran
en documentos, mediante la descomposición y clasica-
ción a través de una lectura sistemática para recoger in-
formación [33]. Esta metodología se empleó con el n de
identicar cómo la economía circular puede vincularse a
la industria textil del Ecuador constituyéndose así en un
factor importante en el desarrollo y crecimiento de dicho
sector industrial del país.
Vuelve a estar a la vanguardia la moda sostenible, tan-
to a nivel internacional como nacional. Países como Es-
paña han emprendido con proyectos englobados en la
economía circular, por ejemplo, Smart Fashion - Slow Fas-
hion, es una propuesta e Circular Project, socio funda-
dor de la Asociación de Moda Sostenible de Madrid en
colaboración con la Asociación de Diseñadores de Moda
de España y la plataforma internacional Slow Fashion
World, que proyectan trabajos enfocados en los funda-
mentos de la moda sostenible y el ecodiseño, con el apo-
yo de diseñadores nacionales e internacionales, quienes
de alguna manera procuran disminuir el gran impacto
que ocasiona la industria textil. Es por ello que se realizan
exposiciones de estos trabajos, los cuales responden a los
17 Objetivos de Desarrollo Sostenible, para llevar a cabo,
modas nacionales como Ecoalf, Parallel Dimensions, etc.;
y modas internacionales como Baraa, Qaytu, etc.; preten-
den una moda inteligente e innovadora que minimice u
optimice el consumo de recursos y la contaminación del
ambiente, sin dejar de lado la mejora de las condiciones
de trabajo de toda la cadena de producción [31].
21
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector Textil en Ecuador
La facturación pasó a valores mínimos en compara-
ción con años anteriores. En 2008 se logró facturar 144,9
millones de dólares, [17] mientras que en el año 2016 su
facturación implicó una caída impresionante, facturán-
dose cerca de 8,0 millones de dólares, [34] evidencian-
do un decrecimiento de casi el 95% del monto facturado
en el año 2008.
3.
Debido a un entorno dinámico presente en otros países,
además de mercados comerciales cada vez más grandes,
se hace necesario ampliar la brecha tecnológica de in-
formación y conocimiento; es por elloimportante el fo-
mento de nuevas estrategias para afrontar retos como:
competitividad, la demanda de nuevos productos, el
posicionamiento en mercados internos y externos, in-
versión extranjera, son cruciales a n de conseguir un
modelo de desarrollo productivo que sea sostenible, que
afronte la necesidad de los clientes con calidad y, por
ende, incremente su competitividad para conseguir nue-
vas oportunidades dentro de la innovación, con diferen-
tes marcas a nivel mundial como resultado de una eco-
nomía más circular. El impacto positivo agrega un valor
de identidad como marca, infundiendo conanza a los
consumidores, quienes son las personas que adquieren
marcas, productos y servicios que abordan problemas
globales y hacen la diferencia.
Así es como nacen las iniciativas dentro de distin-
tos campos de la industria, para conseguir un benecio
mutuo, tanto para la sociedad como para el equilibro del
medio ambiente, generando productos de calidad y con-
cientizados para el consumo humano cubriendo necesi-
dades básicas y especícas de la población mundial.
En Ecuador, la segunda industria que genera más
empleo es la textil, así como también, es la que ocasiona
más contaminación por sus características de fabricación
y uso. Entonces es inevitable pensar en utilizar nuevas for-
mas, iniciativas o estrategias de economía circular, que
conjuntamente con un arduo trabajo en las distintas or-
ganizaciones puedan ser implementadas.
En párrafos anteriores se ha hablado de la economía
circular como factor del desarrollo sustentable en la in-
dustria, especícamente textil del Ecuador, causando gran
revuelo gracias a las diferentes técnicas usadas en las em-
presas, fomentando una alta competitividad para subsis-
tir en el mercado. La tecnología textil, por ejemplo, se ha
ido direccionando de tal forma que las nuevas tendencias
de tintura en el tejido manejen procesos waterless, es de-
cir, sin agua o con técnicas que reduzcan notablemente
el consumo de esta.
Se torna necesario conocer las debilidades de la in-
dustria textil y sus afectaciones al medio ambiente, de esta
manera se podrá dar solución a estos problemas median-
te el uso de la economía circular.
Por lo tanto, según la analista de Vicunha, G. Estra-
da, esta industria debe poner mayor énfasis en puntos cla-
ve como [35]:
· Ahorro de agua
· Autogeneración de energía
· Reducción de las emisiones de CO2
· Selección de químicos biopreparados
· Tratamiento de euentes
· Uso de nuevas tecnologías (equipos de ozono y láser)
· Obtención de lamentos reciclados u orgánicos
· Manejo de residuos sólidos
· Aplicación de un sistema integrado de calidad
No cabe duda de que el futuro de cada industria son nue-
vas iniciativas que apoyen a la reducción del impacto
ambiental, aplicando innovación en sus productos y en
la forma de producirlos sin afectar a generaciones futu-
ras a través de la economía circular.
4.
·
La sustentabilidad no es una cuestión teórica, ni tam-
poco netamente práctica es una suma de variables que
hacen del desarrollo una realidad que necesita de ac-
tores inmediatos.
·
Ecuador cuenta con la capacidad necesaria para distin-
guirse en la región como un país que piense y aplique
la Comunidad Andina () donde se exporta la mayor
cantidad de productos textiles con cerca de 2654,33 to-
neladas en el año [34].
Además de tecnología textil, también se han crea-
do emprendimientos de moda sostenible; marcas creadas
con identidad ecuatoriana son muy apreciadas en el mer-
cado extranjero. Así se puede citar a e Andes Fashion,
que ha contribuido con diferentes regiones del Ecuador,
de esta manera se ha apoyado a la comunidad amazónica
«Waorani» del Ecuador con fondos del Programa de De-
sarrollo de las Naciones Unidas para la preservación de
técnicas ancestrales con diseño moderno, productos que
fueron exitosamente exportados y vendidos en Japón en
el año 2014 [31].
·
La economía circular no es una «moda», es un modelo
de actuación que ha sido resultado del concepto de sos
-
tenibilidad y su aplicación en la sociedad, la economía
y el cuidado necesario del ambiente. Por este motivo la
economía circular se ha convertido en una opción para
lograr un cambio integral en función de un problema
global y conocido como es el agotamiento de los re-
cursos naturales. Es decir, esta no va en contra del cre-
cimiento económico, sino que plantea cerrar los ciclos
de materiales y energía para hacer un uso intensivo de
los recursos que se tiene a disposición.
22
Revisión de la Economía Circular como Modelo Económico del Sector Textil en Ecuador
la sostenibilidad ambiental, ya que el deber de todos es
poder contribuir a este nuevo horizonte enmarcado en
una economía circular.
·
La innovación es una estrategia posible de realizar en
todas sus formas dentro de la industria textil, en el caso
de Ecuador debe fomentarse a nivel privado y guberna-
mental políticas que sitúen al país como competitivo en
este mercado, pero no solo como exportador de bras o
de confecciones hechas a base de bras naturales, sino
también de bras sintéticas y sobre todo nanobras, es
decir, enfocándose en lo que busca el cambio de la ma-
triz productiva.
·
Las bras sintéticas en el Ecuador son las que causan
menor impacto al ambiente y mayores benecios socio
económicos, estas bras son el poliéster, seguida de las
bras naturales como algodón y lana, cabe recalcar que
esta clase de bras es una iniciativa reciente en el país y
en las industrias ecuatorianas, esta no debe parar ni es-
tancarse en dicha producción. A la par se debe efectuar
el desarrollo de una industria textil que se enfoque en
el diseño y confección de prendas únicas y que compi-
tan en mercados internacionales por su calidad y con-
juntamente con la generación de recursos económicos.
·
Nuevos emprendimientos de la industria textil están
encaminados a la moda sostenible, donde se intenta
fomentar en el público un compromiso global, con el
n de parar el daño ambiental y social del planeta, me-
diante trabajo con mano de obra propia y enmarcando
la diversidad cultural del país.
·
Finalmente, el cambio hacia una nueva perspectiva
es responsabilidad de todos, como sociedad, impartir
cambios, el poder reciclar, reutilizar y empezar a pen-
sar circular.
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REVISTA INGENIO
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4083 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
is article presents the teaching experience of using the model as a didactic resource to teach mathema-
tics in architecture. For architects, the concepts of graphic representation, projection, and the generation
of models constitute the main instrument in their training. However, mathematical tools are essential
for this purpose. In this sense, models allow the projection of ideas to scale, generating an object that
is easy to visualize and understand from the student’s perspective, which is why they are an important
didactic resource for the teaching and learning process. is work details the contents of the subject of
Mathematics, describes the activity carried out by the students, describes the application of mathematics
and the correlation of mathematical concepts with the models, and nally presents conclusions about
the experience.
Este artículo expone la experiencia docente de utilizar la maqueta como un recurso didáctico para en-
señar matemáticas en la carrera de Arquitectura. Para los arquitectos los conceptos de representación
gráca, proyección y generación de maquetas constituyen un instrumento principal en su formación,
no obstante, las herramientas matemáticas son fundamentales para tal objetivo. En ese sentido, las ma-
quetas permiten proyectar ideas a escala, generando un objeto sencillo de visualizar y entender desde
la perspectiva de los estudiantes, por ello son un recurso didáctico importante para el proceso de ense-
ñanza-aprendizaje. En este trabajo se detalla los contenidos de la materia de Matemática, se describe la
actividad realizada por los estudiantes, la aplicación de las matemáticas y la correlación de los conceptos
matemáticos con las maquetas, nalmente se presenta conclusiones sobre la experiencia realizada.
1. I
Las matemáticas son una materia fundamental en la
formación de arquitectos e ingenieros, además de otras
carreras que requieren de conocimientos elementales
de esta asignatura. En este sentido, las universidades y
centros técnicos la incluyen como una materia obligato-
ria en sus mallas académicas. Si bien la importancia de
Received: 12/9/2022
Accepted: 7/11/2022
Architectonic mockup, Math, architectu-
re, teaching-learning.
Maqueta arquitectónica, matemáticas,
arquitectura, enseñanza-aprendizaje.
La Maqueta como Recurso Didáctico para la Enseñanza de Matemática
en Arquitectura
e Mock-up as a Didactic Resource for the Teaching of Mathematics in Architecture
Brian Jordano Cagua Gómez | Ponticia Universidad Católica del Ecuador, Santo Domingo, Ecuador
esta materia es un hecho, debido a las implicaciones en
la vida cotidiana y práctica profesional, en muchos ca-
sos los estudiantes universitarios no pueden apreciarlo.
Los alumnos universitarios de matemáticas suelen sentir
poca motivación y hasta rechazo por la materia [1]. En
este trabajo se expone que una probable causa es tener
25
Con base en la revisión bibliográca sobre alterna-
tivas de enseñanza, [5] argumenta que el modelo tradi-
cional de enseñanza de cálculo es un paradigma cuyos
resultados de aprendizaje son fuertemente cuestionados.
Asimismo, en [6] se maniesta como una necesidad ac-
tual exponer la aplicabilidad de los conceptos y propieda-
des matemáticas que se enseña en las aulas.
En [7] concluyen que una aplicación directa de las
matemáticas a la arquitectura puede potenciar la motiva-
ción en los estudiantes, además de generar una experien-
cia innovadora durante su aprendizaje.
Por otro lado, [11] expone que la arquitectura se re-
presenta mediante la generación de dibujos y maquetas,
haciendo especial énfasis en las maquetas. En esta misma
línea de pensamientos, [12] argumenta que la maqueta
es una herramienta que permite proyectar de forma cla-
ra y comprensible las ideas, además son fáciles de ejecu-
tar, rápidas, no requieren mayor conocimiento previo y
son accesibles a los estudiantes. Por ejemplo, en [13] los
estudiantes de la Universidad Nacional de Río Negro en
Argentina estudiaron las ecuaciones de supercies, cor-
tes y propiedades de objetos matemáticos materializados
en maquetas a escala con resultados favorables al proce-
so de aprendizaje de las matemáticas.
En [15] se menciona que es evidente la necesidad
de aplicar estrategias novedosas e innovadoras para
motivar e involucrar a los estudiantes con su propio
aprendizaje; estas estrategias son clave y esenciales para
mejorar la educación.
Según [16], la utilización de objetos de aprendizaje
promueve la construcción, comprensión y aplicación del
conocimiento. Asimismo, [17] menciona que es necesa-
ria la coordinación de docentes y estudiantes para la ela-
boración de los recursos, destacando que es fundamental
identicar las necesidades de la materia.
Finalmente, se destaca que la estructura de este tra-
bajo comprende: introducción (sección 1), metodología
(sección 2), resultados y discusión (sección 3), nalmente
se exponen las consideraciones nales (sección 4).
2. M
Las actividades fueron aplicadas a veinte estudian-
tes adultos de la carrera de arquitectura de la Ponticia
Universidad Católica del Ecuador, sede Santo Domingo
( ), quienes al momento del estudio cursaban el
primer semestre y estaban matriculados como alumnos
de la materia de Matemática en el paralelo A. El sílabo
de la materia contempla tres secciones principales, que in-
cluyen geometría analítica, funciones y cálculo, en la ta-
bla 1 se presenta el contenido de la materia (ver Tabla 1).
Las clases se realizaron de manera virtual mediante
la plataforma Zoom, las tareas y evaluaciones se gestio-
nan mediante la plataforma virtual de la universidad. Es
importante destacar que los estudiantes desarrollaron las
maquetas como trabajos para sus otras cátedras de la ca-
rrera, cumpliendo con el objetivo de vincular las mate-
rias y sus contenidos.
una mala experiencia con la materia en niveles anterio-
res, respaldando esta idea con los estudios de [2] y [3].
Entonces, para los docentes universitarios se vuelve un
desafío enseñar matemáticas. Existe una relación impor-
tante entre la forma de comunicar las representaciones
numéricas, algebraicas, entre otros conceptos matemá-
ticos, con el aprendizaje por parte de los estudiantes [4].
Cabe destacar que el ser humano reconoce el mundo
mediante los sentidos, es decir, mediante la generación
de experiencias que contienen elementos visuales, audi-
tivos, kinestésicos-sensoriales, olfativos y gustativos [8].
Además, [9] plantea que los medios para el proceso de en-
señanza se pueden clasicar en materiales audiovisuales,
convencionales y nuevas tecnologías.
Bajo este esquema, se implementó a la maqueta arqui-
tectónica como un recurso didáctico para la enseñanza
de matemáticas, insistiendo en los contenidos de geome-
tría analítica, funciones y cálculo. Sobre todo, generando
un vínculo entre contenidos formales y la futura práctica
profesional de los estudiantes. Es preciso señalar que el
objetivo principal de utilizar la maqueta fue motivar a los
estudiantes a estudiar matemáticas, además de presentar
situaciones que requieren de la aplicación directa de los
contendidos desarrollados en clases. También es impor-
tante mencionar que la maqueta, como instrumento de
enseñanza, es un tema de continuo análisis en taller ar-
quitectónico [18].
Un recurso didáctico es un conjunto de medios ma-
teriales, ya sean físicos o virtuales, que intervienen y faci-
litan el proceso de enseñanza-aprendizaje [10]. También
se conoce a estos recursos didácticos como material di-
dáctico, medio educativo, apoyo didáctico, entre otros.
La investigación se basa en la experiencia docente en el
aula, es decir, una investigación de acción [19]. De acuer-
do con [20] se trata de una investigación sustantiva que
tiene como propósito describir y explicar la realidad. El
estudio se enmarca en un enfoque cualitativo con un di-
seño de carácter descriptivo correlacional que permite
describir los resultados individuales y correlacionar las
variables involucradas [21].
Algunas ventajas del uso de los materiales didácticos
son: ofrecer actividades atractivas y motivadoras, permi-
tir progresar a los alumnos mediante una participación
activa y autónoma, contribuyen a un entorno que simu-
la problemas, permite un aprendizaje signicativo y en-
tretenido, son exibles y permiten trabajo en grupo [14].
La Maqueta como Recurso Didáctico para la Enseñanza de Matemática en Arquitectura
26
Cagua B.
En la gura 1 se presenta un esquema de las materias de
primer semestre y su interrelación en la formación de los
estudiantes (ver Figura 1).
Como punto de partida se realizó una evaluación
diagnóstica de los contenidos de matemática a nivel se-
cundario, posteriormente se receptó los comentarios de
los estudiantes sobre sus experiencias con las matemáti-
cas. Como metodología de clases se combinó conferencias
magistrales con actividades de exposición de los estudian-
tes, vinculándolos con su proceso de aprendizaje, además
de utilizarse otros recursos tradicionales de enseñanza.
No obstante, como recurso didáctico en este proceso de
enseñanza se empleó la maqueta física para ilustrar los
contenidos de la materia y su aplicabilidad en el contexto
de la arquitectura. Además, en conjunto con las otras cá-
tedras se realizan evaluaciones de los trabajos integrales
de arquitectura. Al nalizar el semestre se empleó la téc-
nica de encuesta para la recolección de la información, el
instrumento que se utilizó fue un cuestionario realizado
en Google Form.
Los trabajos de las maquetas se entregan con un re-
porte escrito, en el cual se describe los fundamentos téc-
nicos sobre conceptos matemáticos utilizados. En la gura
2, se presenta los criterios de evaluación de la maqueta,
la presentación oral y el reporte escrito. Se asigna mayor
puntaje a solidez técnica (28%), aporte al curso (20%),
maqueta (16%) y redacción (12%) (ver Figura 2).
A cada criterio de evaluación se calica con un puntaje dis-
creto entre 1 y 4, siendo 1 poco satisfactorio y 4 excelente.
3. R
En la evaluación diagnóstica se evidenció un vacío de
los contenidos básicos de matemáticas por parte de los
estudiantes. Además, los estudiantes expresaron que la
Matemática no es «su materia favorita», en muchos casos
atribuyendo a sus experiencias previas en la secundaria
y que no pueden comprender su aplicación a la carrera
que cursan.
Las clases combinaron conferencia magistral por
parte del docente, actividades de talleres individuales y
grupales, exposiciones de los estudiantes e incluso activi-
dades lúdicas como juegos en línea, incluyendo los con-
tenidos de matemáticas como se aprecia en la gura 3
(ver Figura 3).
Estas actividades no reejaron un aprendizaje signi-
cativo por parte de los estudiantes durante las evaluacio-
nes o en las intervenciones en clases y por lo tanto no se
cumplía su objetivo del curso. Se evidenció que los estu-
diantes preguntaban en cada oportunidad las aplicacio-
nes de los conceptos estudiados, aunque se lo presentaba
en guras o fotografías. En consecuencia, se considera
vincular a los conceptos matemáticos con objetos físicos
Figura 1.
Materias de primer semestre de la carrera de Arquitectura de la PUCE SD
Tabla 1.
Contenido de la materia de Matemática
Geometría analítica Funciones Introducción al cálculo
El plano cartesiano.
Lugar geométrico.
Transformaciones del plano.
Cónicas
Denición de función.
Parametrizaciones.
Elementos de las funciones.
Composición de funciones.
Modelamiento
Aproximaciones y límites.
Derivadas.
Optimización.
Fuente. Elaboración propia.
27
que puedan ser apreciados por los estudiantes y que pue-
dan vincular con las otras cátedras.
Posteriormente, se incluye la maqueta como un recur-
so didáctico en el curso de Matemática. La primera acti-
vidad donde se vinculó la maqueta con los contenidos de
matemática fue una presentación que permitió integrar
todas las materias de primer semestre en una evaluación
parcial. En cuanto al parámetro matemático evaluado el
objetivo fue calcular el área y volumen de los elementos
que componen la maqueta, donde el área permite cono-
cer la supercie que en la realidad podría pintarse o te-
ner cerámica, porcelanato o algún tipo de recubrimiento,
ya sea de pared o piso. Además, el volumen se relaciona
con el espacio que ocupará la maqueta. De esta forma el
estudiante debe demostrar su capacidad para descompo-
ner a la maqueta en guras geométricas sencillas y cal-
cular el área o volumen total como la sumatoria del área
o volumen de cada componente de su maqueta. En la -
gura 4, se presentan algunas maquetas, destacan guras
como rectángulos, trapecios, triángulos y polígonos re-
gulares (ver Figura 4).
Al nalizar el semestre se realizó una presentación de
los conceptos matemáticos expresados mediante maque-
tas, entre ellas se puede destacar la utilización de guras
Figura 2.
Criterios de evaluación y porcentajes asignados
Figura 3.
Actividades tradicionales de enseñanza-aprendizaje empleadas: a) clase magistral; b) exposiciones de los estudiantes; c) investigaciones so-
bre aplicaciones; d) juegos en línea
a) b)
c) d)
La Maqueta como Recurso Didáctico para la Enseñanza de Matemática en Arquitectura
28
Cagua B.
geométricas como circunferencia, parábolas, elipses y pa-
raboloides hiperbólicos como se ilustra en la gura 5 (ver
Figura 5).
En las presentaciones de los estudiantes se describie-
ron los conceptos matemáticos utilizados, por ejemplo:
elementos de los lugares geométricos, su generación y re-
presentación mediante expresiones matemáticas, cálculos
de área y volúmenes, áreas de sombras a diferentes horas
del día, determinación de materiales, además demostra-
ron su habilidad para gracar funciones en GeoGebra,
esto último sirvió para entender las guras en 2D. En al-
gunas presentaciones se hizo alusión a conceptos de re-
sistencia, estabilidad y optimización de material.
De la encuesta realizada a los estudiantes, en la pregun
-
ta respecto al nivel de utilidad de cada actividad desarro-
lla en el curso se obtienen los resultados de la gura 6. La
mayoría de estudiantes, alrededor de 60%, indican que las
clases magistrales, exposiciones de los estudiantes y juegos
en línea fueron muy útiles para su proceso de aprendizaje,
sin embargo, un mayor número de estudiantes piensan que
las maquetas tuvieron un notorio nivel de utilidad para las
clases. Es importante observar que los mapas mentales y
ensayos tienen un menor número de apoyo como activida-
des para las clases de matemática. Además, de los comenta-
rios recopilados en la encuesta se indica como idea central
lo práctico, visual y participativo de utilizar maquetas para
vincular con las clases de matemática (ver Figura 6).
Por otra parte, 63% de los estudiantes piensa que la
metodología utilizada, de vincular las maquetas, contribu-
yó «mucho» a su aprendizaje de la materia, un 25% indica
que fue lo «suciente» y un 13% contesta que contribuyo
«en algo» a su aprendizaje.
Del grupo de estudiantes, un 75% es muy probable que
recomiende el uso de maquetas como apoyo a las cla-
ses de Matemática y solo un 6% es poco probable que lo
recomiende, estos resultados se presentan en la gura 7
(ver Figura 7).
Todos los estudiantes presentaron sus trabajos en expo-
siciones virtuales, estos fueron apoyados por las explicacio-
nes del docente y un reporte escrito por parte del estudiante.
4. C
La enseñanza de matemáticas es un reto para profeso-
res, indistintamente del nivel de instrucción. Este trabajo
pretende poner de maniesto y exponer la importancia
de la maqueta como recurso didáctico para apoyar el
proceso de enseñanza-aprendizaje de matemáticas en la
carrera de Arquitectura.
Se evidenció la motivación, participación e interés de
los estudiantes por las matemáticas y sus aplicaciones me-
diante la elaboración de maquetas, inclusive en algunos
casos las presentaciones citaron obras de arquitectos fa-
mosos como su fuente de inspiración.
Se percibió una actitud positiva por parte de los estu-
diantes ante esta estrategia de enseñanza de las matemá-
ticas, se puede indicar que existe mayor predisposición a
estas actividades con respecto a las «tradicionales».
Vincular las materias de la carrera de Arquitectura
permite al estudiante entender su interrelación y el aporte
de los contenidos desarrollados en las clases para su for-
mación profesional.
Figura 4.
Algunas maquetas desarrolladas por los estudiantes para ejem-
plicar el cálculo de áreas
Figura 5.
Ejemplos de algunas maquetas desarrolladas por los estudiantes
para ejemplicar el aprendizaje de matemática
29
Las evaluaciones tradicionales mediante talleres, prue-
bas o exámenes escritos son importantes para conocer el
nivel de aprendizaje que tienen los estudiantes, no obs-
tante, en muchos casos los resultados «no satisfactorios»
pueden ocasionar una diminución del interés en la mate-
ria y una probable afectación a la autoestima que genera
frustración. Por lo contrario, al evaluar la investigación,
elaboración de maqueta, presentación y documentación
en un reporte se permite una valoración integral de las
destrezas, habilidades y conocimientos del estudiante,
que disminuye los efectos anteriormente descritos.
La actividad de la maqueta, al nal del semestre, per-
mitió hacer una revisión de todos los conceptos matemá-
ticos impartidos en clases y con esta retroalimentación
aclarar nuevas interrogantes sobre su aplicación directa
a la materia.
La aplicación de la maqueta física se realizó con es-
tudiantes de primer semestre de Arquitectura, se reco-
mienda replicar la actividad con estudiantes de ciclos
superiores y elaborar maquetas virtuales. Es probable que
las maquetas virtuales permitan una mayor exibilidad
para la aplicación de fórmulas matemáticas y creación de
diseños arquitectónicos.
Se recomienda fomentar la investigación educati-
va, con el propósito de mejorar el proceso de enseñan-
za-aprendizaje y generar estrategias innovadoras que
permitan un aprendizaje signicativo.
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Figura 6.
Respuesta sobre el nivel de utilidad de cada actividad en el curso
Figura 7.
Respuesta sobre el nivel de utilidad de cada actividad en el curso
La Maqueta como Recurso Didáctico para la Enseñanza de Matemática en Arquitectura
30
Cagua B.
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REVISTA INGENIO
Non-Powered Hand Tool: Size Selection from an Anthropometric Ergonomic
Point of View
Ricardo Arciniega Rocha | Óbuda University, Budapest, Hungría
Vanessa Cristina Erazo Chamorro | Óbuda University, Budapest, Hungría
Szabo Gyula | Óbuda University, Budapest, Hungría
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4233 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
In order to improve production companies are laying out resources to minimize time and save the wor-
ker force in each workstation. It means the ergonomist specialist must choose the correct hand device
according to each worker. e goal of this research is to set forth an instructions set for tool hand tools
selection focused on anthropometrics of the workers in order to rise production using the adequate tool
for the task. During the study, the anthropometrical data is processed and evaluated to obtain the disper-
sion population for each nger length and identied the main body size parameters for design tools. As
a result, a methodical guide to help ergonomics team managers to make sure the correct and appropriate
tool size selection to reduce the possibility of future illness for workers and the tailored ergonomic design
of each workstation according to specic data for the worker.
Con el n de mejorar la producción, las empresas están disponiendo recursos para minimizar el tiempo
y ahorrar mano de obra en cada puesto de trabajo. Signica que el especialista en ergonomía debe elegir
el dispositivo de mano correcto de acuerdo con cada trabajador. El objetivo de esta investigación es
establecer un instructivo para la selección de herramientas manuales enfocado en la antropometría de
los trabajadores para elevar la producción utilizando la herramienta adecuada para la tarea. Durante el
estudio, los datos antropométricos se procesan y evalúan para obtener la población de dispersión para
cada longitud de dedo e identicar los principales parámetros de tamaño corporal para las herramientas
de diseño. Como resultado, se elaboró una guía metódica para ayudar a los jefes de equipo de ergonomía
a asegurarse de la selección correcta y adecuada del tamaño de la herramienta para reducir la posibilidad
de futuras enfermedades de los trabajadores y el diseño ergonómico personalizado de cada estación de
trabajo de acuerdo con los datos especícos del trabajador.
1. I
e methods for tool selection means great concern for
the probability of workers’ future illness aer realizing
one task a lot of time due to the repetitively and the ne-
cessary force during the work. One of the biggest pro-
blems is market dependence, owing that the companies
who designed the hand tool tried to make the design for
all users but it can be a problem for specic users.
Nowadays, as the globe becomes more industrialized,
an increasing number of businesses are investing money
and resources to improve production time while keeping
human resources in mind. [1]–[3] e monitoring of the
number of musculoskeletal problems in developed coun-
tries focuses on the method of observation in organiza-
tions that utilize hand tools to complete the exact task in
each workstation [4], [5].
e variables to control are explained and exposed
in the industrial document statements and international
standards to reduce their eect on workers, as well as the
Received: 5/9/2022
Accepted: 10/11/2022
Industrial risk, tools selection, hand tools,
occupational safety, tool size.
Riesgos industriales, selección de he-
rramientas, herramientas manuales,
seguridad en el trabajo, tamaño de he-
rramienta.
Herramienta Manual sin Motor: Selección de Tamaño desde un Punto de Vista Ergonómico
Antropométrico
32
Non-Powered Hand Tool: Size Selection from an Anthropometric Ergonomic Point of View
method of data collection, [6] It’s also vital to note that
some key features can cause a biased in tool selection are
not mentioned in the papers.
e ergonomics managers in each factory recognize
extremity cumulative trauma disorders as key ergonomic
risk factors. In order to improve the current situation, a
guide for non-powered tool selection for specic work
types will be presented in order to improve production
time and prevent worker injuries and future health disor-
ders, this guide is focused on the anthropometrics of wor-
kers and the hand dimension analysis to ensure the way
for correct and tailored hand tool selection according to
the palm-size of the workers (see Figura 1).
Figura 1 shows the approach steps in the research,
starting with collecting the data and going through the
method denition and nishing with the anthropometric
evaluation. is research is structured as follows. Section
2 presents Related works. Section 3 Tool selection me-
thod. Section 4 illustrates the Results. Finally, Section 5
presents the Conclusions.
1.1.RELATEDWORKS
Commonly, industrial employees utilize hand tools
based on their readiness in the workstation; however, be-
fore beginning operations in the companies, ergonomics
specialists conduct research and pick the appropriate de-
vice size; three stages are used in tool selection: i) Known
the workplace, ii) anthropometric study, iii) tool selec-
tion for workers. Kai WayLi [12] presents «Ergonomic
design and evaluation of wire-tying hand tools» (2002),
Table 1.
2015, occupational injuries
Occupational injuries
Injury source Hand machines Hand devices
total 59,83 52,03
Incidence rate 54 47
Sick days 7 5
Source [11].
Figure 1.
Research process denition
e evolution of risk assessment tools in the industry are
going from paper-pencil worksheets to articial intelli-
gence to prevent and minimize the causes of worker ill-
ness. It is focused on the causes of various occupational
illness for specic body parts. As a result, businesses face
the challenge of constantly improving their management
systems [7]–[9].
e problems related to ergonomic for hand tools are
frequently dependent on wrist exion and extension, as
well as excessive muscle eort and a high number of ma-
nual movement repetitions [10]. According to the U.S.
Bureau of Labour Statistics, there were 100.000 injuries
related with hand tools or machines. Table 1. Shows the
data for labour injuries (see Table 1).
33
Arciniega R., et al.
Whit the given works, it is reasonable to conclude that
design optimization and proper tool selection are critical
aspects of the present industry trend. However, in most
situations, a decision is made without regard for the an-
thropometrics of workers or their comfort during repetiti-
ve job activities. In this regard, the majority of the studies
evaluated do not provide a mechanism for selecting tool
sizes. is is exactly why the recommended rigorous hand
tool selection is so important. As a result, the suggested
technique is critical in proving the benets of choosing
the proper tool selection.
2.M
To determine the selection criteria, the Derived / Compi-
led Data collecting approach is utilized to analyze the re-
ceived information using the collected information. e
criteria for picking information are focused on gathering
the most important ergonomic properties of tools for use
in general device selection in the industry to avoid po-
tential future problems based on comments from world-
wide occupational health institutes.
Hand devices and other hand tools are always a possible
source of injury for employees during typical job tasks.
Workplace injuries can be caused by a variety of circum-
stances, and worker disease can be classied in a variety of
ways; Table 2. shown the many injury types (see Table 2).
2.1. WORK ACTIVITY
Starting the hand tool selection process, the rst activity is
to recognize the task, considering that tools are created for
a specic purpose and that non-correct use can produce
tool degradation and damage. As another consequence,
incorrect tool operation can generate diseases like pain or
injury, as illustrated in Figura 2 (see Figura 2).
e workspace for manoeuvring the hand tool is a
characteristic to decide the correct tool size, it gives the
body length of the specic tool for the task.
2.2. TOOL CHARACTERISTICS
e uncomfortable postures, in combination with the ha-
zardous contact stresses, generate a future injury cause. To
avoid this, hand tools must be appropriate for the hand,
taking into account the primary tool features stated in Ta-
ble 3 as well as the gadget assessment criteria (see Table 3).
As another important fact, the texture of the handle
tool part shall be considered for a good operation during
Table 2.
Injury and possible
Medical problems Source
Amputations, Cuts, abrasions and punctures Tools with cutting edges can easily cut body parts
Muscles stress and ligaments inamation Repetitive motion all day long, using the same tool
Vision accidents Flying parts can cause needless and permanent blindness
Fractures Direct hit with the tool
Source [16].
this oers some ideas on how to build a wire-tying hand
tool that will reduce poor posture and physical eort.
e research showed that now the wire-tying plier de-
signs minimized labour and employees’ diculty in the
sense of physical eort and awkward postures.
18001 standard gives regulations for health and
security, based in Occupational Health and Safety Mana-
gement Systems () [17]. To cut down on workpla-
ce injuries e European Union directive 89/391/ [18]
says the need to implement measures to improvements
in worker safety. Tool selection is done in several steps,
including a) knowing your job, b) observing work envi-
ronment, c) keeping good work posture, and d) selecting
the appropriate tool. Various processes are specied in
this context in order to create an appropriate tool selec-
tion, with a focus on the task, tool features, and Ergono-
mic Worker Positions.
During 2013 Harih and Dolšak presents a digital-ba-
sed hand tool model, constructed from a static digital hu-
man-hand model, assuring comfort [13]. en Sohrabi
(2015) introduces e eect of diameter on comfort and
force for non-powered hand tools use [14].
In 2015 is presented the use of the Ergonomics in Hand
Tool Design [15], by Aptel, Claudon and Marsot, to de-
monstrate the inuence of ergonomics on future illness
for workers. Finally, «Usability of machinery» is presen-
ted by Szabo (2017), [11] where Wrong operator beha-
viour is identied as a factor in work accidents.
34
Non-Powered Hand Tool: Size Selection from an Anthropometric Ergonomic Point of View
the activities in each workstation to ensure the correct
manipulation and xing of the tool. [20]–[22] e die-
rent textures and tool shapes are shown in Figura 3.
e texture improves the tool grip increasing the fric-
tion between the tool handle and workers hand, this cha-
racteristic shall be functional when the tool is static and
when the device is moving, in this sense a non-slip tool
handle makes secure the tool use.
2.3 ERGONOMIC WORKER POSITIONSWAY OF
HANDLING THE TOOL
In order to determine the correct tool for each works-
tation, identify the handle manner for these devices. In
this sense, the tool applications in connection with the
handle manner are analysed in relation to the anthropo-
metrics of the workers’ hands to establish the correct se-
lection for tool size [23], [24] (see Figura 4).
e tool handle manner used for small and big ham-
mers is the Power Grip subjection shown in Figura 4, to
realize this action the devices are subjected to the total
palm of the hand using all ngers to produce the neces-
sary force to hit the materials [25] (see Figura 5).
Single-Handle Tools shown in Figura 5 is the hand-
ling way of the tool used for Tube-like tools driven by
handle length and diameter. During this way of grip tool,
the devices are subjected to the total palm of the hand
and the forces are applied through ngers and the thumb
(see Figura 6).
e handling way of the tool used for control, pre-
cision and accuracy is Pinch Grip shown in Figura 6, to
carry out the work activity the devices are subjected be-
tween the thumb, index nger and middle nger to pro-
vide the necessary force for the task. Figura 7 shows the
«Contact Pressure tool grip», which to dierent from the
previous one is the use of the palm of the hand to provi-
de the force to keep the device against the part to be xed
(see Figura 7).
e handling way of the tool used pliers is shown in
Figura 8, Double-Handle Tools grip uses the thumb, index
Figure 2.
Research process denition
Figure 3.
Texture of the tool Handle
Figure 4.
Power grip
Figure 5.
Single handling tool
Table 3.
Tool Characteristics
Parameters Shape Physical dimension Material surface
Features Feasible shape Lightweight Friction for material in contact surface
Not cutting edge Correct tool dimension Homogeneous distribution force
Source [19].
35
Arciniega R., et al.
nger and middle nger to provide the necessary force for
the task [26] (see Figura 8).
Employees in the industrial sector represent the ma-
jority of each country’s economically active population,
and numerous studies have been done to collect anthro-
pometric data on them, as shown in table 4 (see Table 4).
3.R
ree main hand measure sizes are important to enable
proper tool selection based on the style of handling: index
nger length, middle nger length, and maximum grip
diameter. Aer processing the worker’s hand anthropo-
metric data in Table 4 to make sure that the work popu-
lation can use hand tools, ergonomics managers should
select tools with part sizes that fall between the shaded
zone shown in distribution graphic to ensure that 90% of
population can used during the work (see Figura 9).
Index nger length in contact pressure subjection and
pinch grip subjection is the main measure, for these task
which are performed with this nger, such as the little
touch between the hand tool and the body. Anthropome-
tric data are provided in Figura 9.
Considering tool activities are performed using the
thumb, middle, and index ngers, as well as the tiny con-
tact between the gadget and the body, the maximum han-
dgrip diameter is the most relevant dimension for single
handle tools and power grip tools. ese anthropometric
data are provided in Figura 10 (see Figura 10). Finally,
with double-handed tools, the middle nger is the most
signicant size because tool activities are performed with
this nger, such as the little touch between the gadget and
the body, as shown in Figura 11 (see Figura 11).
Figure 7.
Contact pressure handling tool
Table 4.
Hand anthropometry
n Range
15,9 20,5 18,20 3,2526
91193 4,60 0,01
palmlength 8,90 11,6 10,25 1,90918
8309 2,70 0,017
12901
thumb length 4,00 5,80 4,90
1,2727
92206
1,80
0,0256
9351
middle finger length 6,90 9,00 7,95
1,484
92424
2,10
0,022
02301
ring finger length 5,90 8,00 6,95
1,484
92424
2,10
0,0230
2217
little finger length 4,30 6,30 5,30
1,41
4213562
2,00
0,0222
3021
index finger length 6,00 7,90 6,95
1,3435
02884
1,90
0,0243
4123
maximum grip diameter 4,30 5,90 5,10
1,131
37085
1,60
0,0289
0521
Source. [27].
Figure 6.
Inch Grip handling tool
36
Non-Powered Hand Tool: Size Selection from an Anthropometric Ergonomic Point of View
Another contribution of this study identied the com-
mon handling grips subjection for hand tools in concor-
dance with the literature presented by Debesh M. and
Suchismita Satapathy [29] in «Hand Tool Injuries of Agri-
cultural Farmers of South Odisha in India».
4.C
Index nger length in contact pressure subjection and
pinch grip subjection is the main measure, for tool ac-
tivities are performed using the thumb, middle, and in-
dex ngers, the handgrip diameter is the most relevant
dimension for single-handle tools and power grip tools,
with double-handed tools, the middle nger is the most
signicant size because tool activities are performed with
this nger. In concordance with some studies where the
method of tool selection is considered [15] taking into
account the demographic data of each region and coun-
try the selected instrument must be between 10.19 mi-
llimetres and a maximum dimension of 11.71 centime-
tres in order to achieve it for tasks associated to contact
pressure subjection. e specied instrument for pinch
grip subjection must have a dimension of 6.19 millime-
tres to a maximum of 7.71 centimetres, the specied tool
for activity requiring single-handle tools and power grip
applications should be between 4.46 millimetres and a
maximum size of 5.74 centimetres, and for activities in-
Figure 10.
Handgrip diameter
Figure 11.
Middle nger
Figure 8.
Double handle tool
Figure 9.
Index nger length
e international organizations for establishing the
standards suggest the dimensions for hand tools focused
only from a point of view of task characteristic [30], [31],
in this project as a result, is presented the necessary steps
for a correct tool selection, each stage has some steps for
tool evaluation before the nd the chosen one.
Increasing productivity and resource eciency are the
industry’s main goals in order to enhance protability.
e environmental supervisors will be selective in the
size of tools they use to guarantee that this goal protec-
ting the worker from disease met [24]. In order to mini-
mize the possible risk and be agree with previous studies
where the safety and healthy workplace is dened [28],
this study identied the main used parts during the acti-
vities where is needed hand tools.
37
Arciniega R., et al.
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REVISTA INGENIO
Freddy Lenin Villareal Satama | Universidad de los Hemisferios, Quito, Ecuador
Paul Armando Rodríguez Muñoz | Tecnológico Universitario Rumiñahui, Sangolquí, Ecuador
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4036 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
e objective of this paper is to analyze the eciency of nancial groups in Ecuador in the period 2015-
2021, through the non-parametric methodology of DEA Data Envelopment Analysis, under the two-sta-
ge enveloping technique. e data was obtained from the database of the Superintendence of Banks
of Ecuador whose main results show that, of the ve nancial groups analyzed, three of them present
100% eciency in all periods and two of them are inecient because the opportunity arises, to generate
substantial improvements through the technical comparison of the input and output variables such as
operating expenses, mainly xed assets that allow them to improve in the medium term.
El presente trabajo tiene como objetivo analizar la eciencia de los grupos nancieros del Ecuador en el
período 2015-2021, mediante la metodología no paramétrica del Análisis Envolvente de Datos (DEA),
bajo la técnica envolvente en dos etapas. Los datos se obtuvieron de la base de la Superintendencia de
Bancos del Ecuador, cuyos resultados principales muestran que, de los cinco grupos nancieros analiza-
dos, tres de ellos presentan eciencia al 100% en todos los períodos y dos de ellos son inecientes, por
lo que se presenta la oportunidad de generar mejoras sustanciales mediante la comparación técnica en
las variables inputs y outputs como gastos de operación, activos jos, principalmente, que les permitan
mejorar en el mediano plazo.
1. I
Un grupo nanciero es una asociación de intermediarios
nancieros regidos por un ente controlador como la Su-
perintendencia de Bancos del Ecuador, los cuales están
obligados a presentar mensualmente sus balances para
garantizar que sus operaciones se encuentran respalda-
das y sin riesgo de quiebra para evitar futuros perjuicios
a clientes, como aquellos ocurridos en la década de los
noventa durante la crisis nanciera del Ecuador.
Las entidades de un grupo nanciero pueden ser de
un mismo tipo o de objeto múltiple, es decir, siempre que
la sociedad controladora mantenga el 50% de las accio-
nes, haciéndose responsable frente a las sociedades que la
Received: 27/8/2022
Accepted: 27/10/2022
Eciency, data envelopment analysis, -
nancial groups, productivity.
Eciencia, análisis envolvente de datos,
grupos nancieros, productividad.
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador. Una Propuesta
no Paramétrica Basada en el Análisis Envolvente de Datos en Dos Etapas
Analysis of the Eciency of Financial Groups in Ecuador. A Non-Parametric Proposal Based on
Data Envelopment Analysis in Two Stages
40
integran para cumplir las obligaciones que de cada parte
deben ser cumplidas de manera obligatoria. Pueden abar-
car las siguientes actividades [1]:
· Almacenes generales de depósito
· Casas de cambio
· Instituciones de anzas
· Instituciones de seguros
· Casas de bolsa
· Instituciones de banca múltiple
· Sociedades operadoras de fondos de inversión
· Distribuidoras de acciones de fondos de inversión
· Administradoras de fondos
En términos nancieros, este estudio busca el cálcu-
lo de la eciencia matemática mediante un modelo no
paramétrico, sin embargo, es importante observar el com-
portamiento de eciencia nanciera del global de este tipo
de entidades como se muestra en la gura 1, del 2016 al
2022 que tuvo su pico más alto en el 2016 con aproxima-
damente el 50%, situación que se ha venido mantenien-
do a lo largo de los períodos hasta el 2022, excepto en el
2019, que registra el porcentaje más bajo con 35%, apro-
ximadamente, con una recuperación al 2020 del 45%, lle-
gando a niveles de 48% para este año, lo que indica que
este tipo de negocios es muy rentable para los accionistas.
Este proceso debe ser evaluado en términos de pro-
ductividad, de acuerdo con las variables propuestas en
este análisis, donde se podrá obtener como resultado la
unidad económica que tenga el mejor comporta-
miento en su gestión, pues la frontera eciente indicará el
grupo nanciero que presente la mayor eciencia al 100%,
y aquellos grupos que no lleguen a este valor se conside-
ran inecientes, pues para llegar a la eciencia global de-
berán aplicar estrategias de productividad que les permita
ser competitivos en el mercado, toda vez que el Ecuador
se ve comprometido con la modernización en el aspecto
económico, pues con la rma de tratados de libre comer-
cio, la competencia exigirá inversiones en recursos tec-
nológicos que permitan ser competitivos y consolidar el
espectro nanciero en la región (ver Figura 1).
1.1. EFICIENCIA Y PRODUCTIVIDAD
El porqué de la utilización de este modelo, está en
función de que permite el uso de un sinnúmero de va-
riables asociadas al negocio y no está atado a una fun-
ción de producción como los modelos paramétricos y es
México, en el 2020 contaba con 21 grupos y 88 entida-
des participantes, entre ellos BBA, Santander, Banorte,
Citibanamex, principalmente, concentrando el 69,7% de
los activos es, decir, 11,3 billones de pesos derivados al
movimiento de inversiones en valores, además de captar
el 69,8% de los créditos, siendo la parte bancaria la que
tiene mayor participación de activos [2].
En España, los principales grupos nancieros están
conformados por CaixaBank, Sabadell, Banco Santander,
, Bankia y Bankinter en donde los españoles tienen
invertidos 748.016 millones de euros en fondos de in-
versión y pensiones. Los activos de estos grupos se han
incrementado en 26.967 millones de euros y quienes ges-
tionan estos recursos son Black Rock, JP Morgan, Mor-
gan Stanley [3].
Caixabank como primer grupo nanciero administra
123.187 millones de euros producto de la absorción con
Bankia. En segundo lugar, está Santander que administra
72.356 millones de euros invertidos en instrumentos de
inversión colectiva y 70.677 millones de euros adminis-
trados por el Grupo y con una administración im-
portante por CreditAgrícole [3].
Partiendo del concepto de eciencia, entendida como la
capacidad de generar el mayor benecio con un determi-
nado uso de factores de la producción, llamados inputs
y outputs, que dan lugar a expresiones que no son parte
de indicadores nancieros que son acostumbrados para
la toma de decisiones en variables de ujo que no toman
en cuenta la tecnología y la situación del mercado, que
no muestran en detalle las causas de los orígenes de los
ratios, desconociendo la variable que puede generar la
posible causa de la ineciencia, por lo que los estudios
de eciencia en varios estudios toman en cuenta la uti-
lización de modelos paramétricos y no paramétricos de
estimación con la utilización del análisis envolvente de
datos [6].
En el Ecuador los grupos nancieros son el Austro,
Pacíco, Pichincha, Produbanco y Diners de los que se
tiene datos hasta julio del 2022 en función de la Ley de
Desarrollo Económico y Sostenibilidad Fiscal de nales
del 2021que dio lugar a la creación de grupos nancieros
lo que facilita que el Tratado de Libre Comercio con Mé-
xico siga adelante sumado a la Alianza del Pacíco, que
podría dar lugar a que grupos nancieros mexicanos lici-
ten por el Banco del Pacíco, cuyos ingresos por la venta
se espera ingresen al presupuesto del Estado, lo cual in-
cluye reformas a la Ley de Código Monetario y Financiero
para dar paso al mercado de valores y seguros, con ello, el
negocio bancario ya no sería únicamente la intermedia-
ción nanciera, ya que un grupo nanciero podría estar
conformado por un banco, casa de valores, administra-
doras de fondos, reaseguros y brookers [4].
La productividad puede ser medida de manera direc-
ta, sea esta en un solo factor o multifactor, en ambos casos
indicarán el resultado de la razón de dividir las unidades
producidas, sean bienes o servicios, sobre los recursos uti-
lizados, en el que se tiene en cuenta la tecnología, la cali-
dad y elementos externos para su medición [7].
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
41
Villareal F., et al.
[9] dene a la frontera de producción como la fun-
ción que determina el máximo producto con la com-
binación de recursos, esta es convexa al origen, dado
que es una isocuanta donde se encuentran las diferen-
tes combinaciones de insumos para producir una can-
tidad «Y fija», técnicamente eficiente, por lo que la
función de producción será f=(x1;x2) cumpliendo
, su-
poniendo tomando en cuenta
que aumentando los factores en una proporción , el pro-
ducto terminado también aumenta en una proporción >
que da lugar a las economías de escala (ver Figura 2).
1.2 ESTADO DEL ARTE
[10] analiza la eciencia técnica de dieciocho coope-
rativas de Ahorro y Crédito del Ecuador del segmento
uno con datos de la en el período del 2007 al 2016
Figura 1.
Eciencia económica de grupos
Figura 2.
Isocuanta-Eciencia
Fuente. Eciencias económicas de los grupos 2016-2022 [5].
Fuente. Isocuanta convexa al origen [9].
importante recalcar que las unidades de medida son si-
milares y son evaluadas en las mismas condiciones a to-
das las , con lo que la homogeneidad tecnológica no
se segmenta a la hora de utilizar los inputs y outputs y en
su cálculo no existen ventajas económicas que en su efec-
to puedan ser cuestionadas [8].
Del concepto de eciencia se derivan las expresio-
nes de eciencia técnica, como la capacidad de generar
la máxima producción con una cantidad mínima de in-
sumos utilizada, por lo que se puede decir que la pro-
ductividad es entendida como el ratio entre productos
producidos sobre los insumos utilizados en una , la
misma que varía por la tecnología que las empresas uti-
lizan más que por el proceso productivo o entorno ela-
borado, es decir, que la eciencia técnica es uno de los
determinantes de la productividad, puesto que, como se
indica en el trabajo de [6], la eciencia está sujeta al nivel
de desempeño de cada con la tecnología existente
en la industria, factores que son incluidos en el denomi-
nador del indicador de la productividad [9].
En este caso, para que se produzca la eciencia téc-
nica se debe estar sobre la isocuanta, por lo tanto, la em-
presa A, por términos de tecnología no es viable –por la
tecnología– al no poder producir Y con menos recursos
de los que se requiere, en cambio que si se emplea más
recursos como es el caso de B, los estaría desperdician-
do para una cantidad de producción que se necesite; en
todo caso, podría producirse con menos recursos, por lo
que son inecientes para llegar a la eciencia económi-
ca global en la que faltaría sumar la eciencia de precio
o asignativa que combina los diferentes insumos en pro-
porciones óptimas en función de los precios de mercado
de los insumos con la respectiva restricción presupuesta-
ria o isobenecio [9].
42
[11] realizan una investigación de los aspectos metodo-
lógicos del propuestos por Farrel, Charnes, Coopers y
Rhodes aplicado al sistema bancario de México en cinco re-
giones bancarias teniendo como resultado que aquellas ins-
tituciones de la región sur, centro y sureste llegan al 100%
de eciencia, mientras que las de la región norte uctúan
en un promedio del 78%, las que tienen una tendencia a ir
disminuyendo y cuyas variables pueden deberse al núme-
ro no óptimo de ocinas y gastos de personal.
[12] aplicando la metodología al sector bancario
de México en cinco regiones diferentes propuestas por
los deicomisos en el que se busca patrones de eciencia
tomando en cuenta variables como los depósitos, las re-
giones del sur y centro presentan evidencias de plena e-
ciencia, mientras que en la parte norte promedia el 80%
que, en todo caso, viene a ser correspondiente con el es-
tudio aplicado en el 2010 de [11] para ampliar el análisis
e identicar que las variables por mejorar se mantienen.
[13] evalúan la eciencia social en las cooperativas
de ahorro y crédito de Colombia del 2019 con la meto-
dología , bajo el enfoque de frontera no paramétri-
ca radial, orientada al output, incorporando una prueba
bootstrap en la parte inferencial en 137 cooperativas de
ahorro y crédito, a las cuales se les midió dos outputs y
cuatro inputs. Los resultados obtenidos muestran que 32
cooperativas presentan eciencia técnica social, el resto
presentan niveles de ineciencia operando bajo rendi-
mientos decrecientes a escala.
[14] miden mediante el la eciencia relativa de
las unidades que participan en el proceso de crédito de un
banco colombiano que se especializa en varios productos
bancarios y cada unidad tiene un presupuesto objetivo y
a su vez son autónomas. Estas unidades manejan crédi-
tos independientes, como el personal, industrial, agro-
pecuario en ocho zonas geográcas, siendo las unidades
más ecientes aquellas dedicadas al sector agropecuario,
las mismas que se ubican en la parte sur del país y el sec-
tor cafetero; a su vez, las que presentan niveles de ecien-
cia menores son las dedicadas a la banca personal dado
sus niveles de recuperación de cartera.
[15] consideran el análisis del desempeño del banco
en cuanto a sus divisiones mediante una estructura de red
mixta de descomposición relacional y agregación aditiva
en Taiwán en el que encuentra evidencia de que la ecien-
cia de la banca tradicional en préstamos es superada por
los negocios de bajo riesgo, es decir, aquellos negocios de
inversión o servicios no basados en intereses.
[16] generan un análisis acerca de los bancos de la
India en función del apoyo del gobierno para ser más
productivo, ya sea en lo público o privado, realizando el
estudio en 66 bancos en el año 2015, mediante el , cu-
yos resultados evidencian que los bancos indios muestran
el 73,44% de eciencia y para mejorar sus resultados es
importante consolidar los bancos del sector público con
el n de reducir bancos para que el sistema sea sostenible.
[17] generan la evaluación de eciencia mediante
a 124 bancos mediante y cuyas comparaciones
de resultados muestran diferencias signicativas ya que
no son muy frecuentes estudios que empleen la compa-
ración de estas dos técnicas, donde las variables socioe-
conómicas, la propiedad bancaria y las fusiones pueden
afectar el poder discriminatorio de los puntajes que pue-
den ser complementados con los indicadores nancieros.
[18] analizan mediante en dos etapas, los autores
generan una revisión teórica de la literatura aplicada en la
banca en 59 artículos, según el contexto económico, áreas
geográcas, metodologías, el enfoque de selección de varia-
bles e impacto de variables no discrecionales en eciencia,
obteniendo como resultado la falta de complementariedad
en la terminología, evidenciando que los modelos radiales
con rendimientos variables a escala y enfoque de interme-
diación son los más utilizados con el objeto de transformar
en oportunidades para futuros análisis.
[19] mediante el en dos etapas analizan el rendi-
miento de la eciencia de los bancos rurales islámicos de
Indonesia en los bancos Bank Perkreditan Rakyat () y
Bank Pembiayaan Rakyat Syariah () los mismos que
son inecientes en términos de intermediación, sin em-
bargo, en términos de producción son ecientes afecta-
dos por el índice de adecuación del capital.
[20] evalúan la eciencia de la banca de Brasil me-
diante el tomando en cuenta la variable riesgo en
124 bancos en el período 2014-2019, cuyos resultados
muestran que la industria bancaria de este país podría
incrementar sus productos manteniendo los recursos uti-
lizados, mientras que los bancos de inversión se muestran
más ecientes que los bancos comerciales gracias a la ges
-
tión de la gerencia.
2. Mé
El modelo - en forma envolvente parte del
modelo de programación primal hacia el modelo de pro-
gramación dual en el que existe una variable dual por cada
restricción primal, de la misma forma, una restricción
Los modelos generan una medida de eciencia
orientada según la tipología de los rendimientos a es-
cala. El modelo - (Charnes, Coopers y Rhodes
en 1978), generan medidas de eciencia radial median-
te input y outputs orientadas y este a su vez puede ser
de tres formas, fraccional, multiplicativa y envolvente,
siendo este último el método por el cual se realiza este
estudio [21].
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
con la metodología . Para el análisis utilizaremos un
conjunto de datos nancieros de cada cooperativa, co-
rrespondientes a un período de diez años, 2007-2016,
cuyo principal resultado es que una unidad económica
evidencia eciencia al 100% y el resto de las cooperativas
tiene un promedio del 77,02%.
43
Villareal F., et al.
dual por cada variable primal que son correspondientes,
puesto que el problema dual input orientado está sujeto a
s+m restricciones y es en la literatura el más utilizado en
las aplicaciones de eciencia, [21] de esta forma:
Sujeto a:
Donde:
λ es el vector (n*1) de pesos, Así, es la inten-
sidad de la unidad j.
θ denota la puntuación de eciencia técnica de la unidad.
Si la solución es θ*=1, entonces la unidad económica
es eciente, caso contrario es ineciente, es decir, θ*<1,
resuelto en una etapa de modo que holgura output y
holgura input obtenidas de manera residual. Así, si
en el óptimo resulta >0 es probable incrementar el ou-
tput r en la cantidad dada por esa holgura en la unidad
económica, es decir, debe producir por la can-
tidad observada yr.
2.1 EL MÉTODO DE DOS ETAPAS
Como procedimiento alternativo de solución de la ecua-
ción 1, este busca la máxima reducción input en la uni-
dad económica para obtener la holgura residual, por lo
que es importante pasar a una segunda etapa que maxi-
miza la suma de las holguras input y output manteniendo
de la primera etapa, es decir, implica la resolución de dos
problemas por cada unidad económica, [21] entonces:
La primera etapa determina el valor de o la máxima
reducción proporcional en los inputs:
Sujeto a:
La segunda etapa opera a partir del óptimo de la
etapa 1, se ajustan los inputs y se maximiza las hol-
guras inputs y outputs que satisface la condición de
optimalidad de Pareto Kooppmans, de esta forma:
Sujeto a:
Donde:
IS+ es el vector de holguras output: IS+=
IS-es el vector de holguras input: IS-=
En cualquier caso, estos modelos se pueden traducir en
uno solo de esta forma:
Sujeto a:
2.2. BASE DE DATOS, VARIABLES Y SOFTWARE
Base de datos y variables: para el cálculo de la eciencia es
importante nombrar a los inputs y outputs que, al tratar-
se de un modelo no paramétrico, el modelo matemático
permite el ingreso de varias variables como sea posible de
acuerdo con la necesidad de la investigación. Para el caso
de estudio se selecciona cuatro variables derivadas de los
estados nancieros de los grupos nancieros del Ecuador,
tomados de la fuente de la Superintendencia de Bancos, el
mismo que presenta los boletines mensuales que confor-
man la base de datos para esta investigación. En el anexo
1 de este trabajo se encuentran los datos para los períodos
2015 al 2021 (ver Anexo 1). Las variables utilizadas para
este trabajo son las siguientes (ver Tabla 1).
2.3. SOFTWARE FRONTIER ANALYST
Tabla 1.
Variables del modelo
Variables Fuente
Ingresos (Y1) Estado de resultados grupos
Cartera de créditos (Y2) Balance general grupos
Gastos de operación (X1) Estado de resultados grupos
Activos jos (X2) Balance general grupos
Fuente. Inputs y outputs del
El soware empleado en la investigación es Frontier
Analyst de Banxia Soware Ltd. que es una herramienta
de medición de rendimiento para determinar la ecien-
cia de una serie de unidades productivas. Frontier Analyst
toma un número de entradas (inputs) y salidas (outputs)
empleadas y realiza un análisis empleando programación
matemática para determinar la eciencia relativa de las
unidades que procesan las entradas y salidas [22].
La técnica empleada es el análisis envolvente de datos
44
3. R
De acuerdo con los resultados presentados en la tabla
2, se puede evidenciar que los grupos Diners, Pacíco
y Produbanco en los períodos del 2015 al 2021 son e-
cientes al 100% y mantienen este nivel todos estos años,
lo que indica que la gestión de sus activos y gastos de
operación es adecuada en comparación con el resto de
los grupos como Pichincha cuyo promedio de eciencia
es 90,34% y el grupo Austro con un promedio de 96,12%
que, en términos generales, son inecientes (ver Tabla
2). El grupo Austro presenta en el año 2021 un nivel de
eciencia de 100% que es muy probable lo mantenga a
lo largo del 2022 pues es posible que haya realizado un
benchmarking tecnológico para estar a la par de sus com-
petidores.
Un aspecto importante a resaltar en términos de e-
ciencia para aquellos grupos que se encuentran al 100%
es, sin lugar a dudas, el uso adecuado de la tecnología
para la prestación de sus servicios, es decir, que a partir
del 2020 con la aparición de la pandemia del covid-19, las
actividades se realizaron bajo modalidad virtual, por lo
que con seguridad los grupos realizaron grandes inver-
siones en tecnología para poder atender a sus clientes, lo
que redujo sus costos operativos y de personal, pues en
estos dos últimos años se ha experimentado los despidos
Tabla 2.
Resultados de la eciencia 2015-2021
Eciencias 2015 Score Eciencias 2019 Score
94,60% 96,10%
100,00% 100,00%
100,00% 100,00%
90,30% 85,40%
100,00% 100,00%
Eciencias 2016 Score Eciencias 2020 Score
93,70% 94,20%
100,00% 100,00%
100,00% 100,00%
93,80% 87,70%
100,00% 100,00%
Eciencias 2017 Score Eciencias 2021 Score
98,40% 100,00%
100,00% 100,00%
100,00% 100,00%
91,40% 92,40%
100,00% 100,00%
Eciencias 2018 Score
95,90%
100,00%
100,00%
91,40%
100,00%
Nota. Cálculos realizados en soware Frontier Analyst
() y emplea el método de resolución envolvente en
dos etapas para medir la eciencia del conjunto de uni-
dades productivas [23].
Algunas de las unidades se evalúan como ecientes
y pueden considerarse que representan la mejor prácti-
ca disponible en el conjunto de unidades de referencia. El
soware intenta optimizar la calicación de las restantes
unidades no ecientes, lo cual da como resultado datos
sobre cuánto necesita cada unidad para mejorar e igua-
larse a las de mejor práctica. Por lo general, una unidad
ineciente intentará igualar características de más de una
unidad eciente. La unidad ineciente tiene un grupo de
pares con el que compara para mejorar su práctica y e-
ciencia [22].
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
45
Villareal F., et al.
masivos que fueron reemplazados por servicios automá-
ticos que son parte de la reingeniería de procesos para un
mejoramiento continuo de los productos ofertados (ver
Figura 3).
Respecto a las contribuciones de la tabla 3, cada una
de las cuentas traducidas a variables contribuyen a la e-
ciencia de cada Grupo Financiero, se lo puede observar en
la tabla 3 y se explica parte de ella, por ejemplo, el Grupo
Diners en el 2015 que ostenta una eciencia del 100%, las
variables que contribuyeron a su eciencia son los gastos
de operación y la variable ingresos con el 99,90%, es decir,
son las cuentas que este grupo maneja de mejor manera,
mientras que las variables cartera de créditos y activos -
jos no contribuyen con nada en la eciencia, sin embargo,
en el 2016 estas dos últimas cuentas sí contribuyen con el
25% y 2%, respectivamente.
Para el Grupo Pacíco, que en todos los períodos pre-
senta eciencia en 100%, de la misma forma la contri-
bución input output para el 2015 se da en las variables
cartera de créditos 99,90%, gastos de operación 77,90% y
activos jos 22% que contribuyen a su eciencia
En el caso del Grupo Austro y del Grupo Pichincha,
a pesar de ser inecientes en el año 2015 y en el resto de
períodos analizados, de acuerdo con la teoría del , no
signica que estos grupos están quebrados, sino que de-
ben mejorar su gestión en todas sus variables, generan-
do una comparación tecnológica y de operación con sus
competidores, pues con un 94,60% de nivel de eciencia
sus ingresos no contribuyen a su eciencia, la cartera de
créditos, gastos de operación y activos jos contribuyen
Figura 3.
Eciencias de los grupos al 2021
Figura 4.
Evolución de activos. Grupos
Fuente. Cálculos realizados en soware Frontier Analyst
Fuente. Datos obtenidos de la base 2016-2021
46
Tabla 3.
Contribuciones inputs-outputs a la eciencia d ellos grupos
Grupo Austro/Contribución input-output 2017 Grupo Austro/Contribución input-output 2018
Ingresos (Y1) 99,90% Ingresos (Y1) 99,90%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% Cartera de créditos (Y2) 0,00%
Gastos de operación (X1) 86,80% Gastos de operación (X1) 87,70%
Activos jos (X2) 13,10% Activos jos (X2) 12,20%
Grupo Diners Club/Contribución input-output 2017 Grupo Diners Club/Contribución input-output 2018
Ingresos (Y1) 99,90% Ingresos (Y1) 99,90%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% Cartera de créditos (Y2) 0,00%
Gastos de operación (X1) 97,30% Gastos de operación (X1) 97,70%
Activos jos (X2) 2,60% Activos jos (X2) 2,20%
Grupo Pacíco/Contribución input-output 2017 Grupo Pacíco/Contribución input-output 2018
Ingresos (Y1) 99,90% Ingresos (Y1) 99,90%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% Cartera de créditos (Y2) 0,00%
Gastos de operación (X1) 86,60% Gastos de operación (X1) 99,90%
Activos jos (X2) 13,30% Activos jos (X2) 0,00%
Grupo Pichincha/Contribución input-output 2017 Grupo Pichincha/Contribución input-output 2018
Ingresos (Y1) 99,90% Ingresos (Y1) 99,9%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% Cartera de créditos (Y2) 0,00%
Gastos de operación (X1) 89,60% Gastos de operación (X1) 91,20%
Activos jos (X2) 10,30% Activos jos (X2) 8,70%
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
Grupo Austro/Contribución input-output 2015 Grupo Austro/Contribución input-output 2016
Ingresos (Y1) 0,00% Ingresos (Y1) 67,70%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% Cartera de créditos (Y2) 32,20%
Gastos de operación (X1) 83,10% Gastos de operación (X1) 85,10%
Activos jos (X2) 16,80% Activos jos (X2) 14,80%
Grupo Diners Club/Contribución input-output 2015 Grupo Diners Club/Contribución input-output 2016
Ingresos (Y1) 99,90% Ingresos (Y1) 74,90%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% Cartera de créditos (Y2) 25,00%
Gastos de operación (X1) 99,90% Gastos de operación (X1) 97,70%
Activos jos (X2) 0,00% Activos jos (X2) 2,00%
Grupo Pacíco/Contribución input-output 2015 Grupo Pacíco/Contribución input-output 2016
Ingresos (Y1) 0,00% Ingresos (Y1) 32,40%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% Cartera de créditos (Y2) 67,50%
Gastos de operación (X1) 77,90% Gastos de operación (X1) 99,90%
Activos jos (X2) 22,00% Activos jos (X2) 0,00%
Grupo Pichincha/Contribución input-output 2015 Grupo Pichincha/Contribución input-output 2016
Ingresos (Y1) 37,00% Ingresos (Y1) 63,30%
Cartera de créditos (Y2) 62,90% Cartera de créditos (Y2) 33,60%
Gastos de operación (X1) 82,60% Gastos de operación (X1) 89,80%
Activos jos (X2) 17,30% Activos jos (X2) 10,10%
Grupo Produbanco/Contribución input-output 2015 Grupo Produbanco/Contribución input-output 2016
Ingresos (Y1) 0,00% Ingresos (Y1) 63,70%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% Cartera de créditos (Y2) 36,20%
Gastos de operación (X1) 54,70% Gastos de operación (X1) 89,00%
Activos jos (X2) 45,20% Activos jos (X2) 10,90%
47
Ingresos (Y1) 0,00% Ingresos (Y1) 0,00%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% Cartera de créditos (Y2) 99,90%
Gastos de operación (X1) 99,90% Gastos de operación (X1) 51,40%
Activos jos (X2) 0,00% Activos jos (X2) 48,50%
Grupo Austro/Contribución
input-output 2019
Grupo Austro/Contribución
input-output 2020
Grupo Austro/Contribución
input-output 2021
Ingresos (Y1) 99,90% 99,90% 99,90%
Cartera de créditos (Y2) 0,00% 0,00% 0,00%
Gastos de operación (X1) 99,90% 99,90% 93,70%
Activos jos (X2) 0,00% 0,00% 6,20%
Grupo Diners Club/Contribución
input-output 2019
Grupo Diners Club/Contribución
input-output 2020
Grupo Diners Club/Contribución
input-output 2021
Ingresos (Y1) 0,00% 99,90% 0,00%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% 0,00% 99,90%
Gastos de operación (X1) 84,90% 0,00% 89,70%
Activos jos (X2) 15,00% 99,90% 10,20%
Grupo Pacíco/Contribución
input-output 2019
Grupo Pacíco/Contribución
input-output 2020
Grupo Pacíco/Contribución
input-output 2021
Ingresos (Y1) 28,90% 41,00% 81,70%
Cartera de créditos (Y2) 71,00% 58,90% 18,20%
Gastos de operación (X1) 99,90% 99,90% 89,60%
Activos jos (X2) 0,00% 0,00% 10,30%
Grupo Pichincha/Contribución
input-output 2019
Grupo Pichincha/Contribución
input-output 2020
Grupo Pichincha/Contribución
input-output 2021
Ingresos (Y1) 68,30% 76,70% 80,30%
Cartera de créditos (Y2) 31,60% 23,20% 19,60%
Gastos de operación (X1) 91,50% 92,80% 92,30%
Activos jos (X2) 8,40% 7,10% 7,60%
Grupo Produbanco/Contribución
input-output 2019
Grupo Produbanco/Contribución
input-output 2020
Grupo Produbanco/Contribución
input-output 2021
Ingresos (Y1) 0,00% 0,00% 0,00%
Cartera de créditos (Y2) 99,90% 99,90% 99,90%
Gastos de operación (X1) 57,90% 56,80% 99,90%
Activos jos (X2) 42,00% 43,10% 0,00%
Nota. Cálculos realizados en soware Frontier Analyst
con 99,90%, 83,10% y 16,80%, respectivamente. De ma-
nera similar se puede interpretar el resto de las variables
para los grupos nancieros (ver Tabla 3 y Figura 4).
En cuanto a la evolución de los activos se observa que
el Grupo Austro posee la mayor cantidad en términos
numéricos, sin embargo, no es eciente en los períodos
analizados por lo que es pertinente generar la siguiente
hipótesis de investigación:
Ho: Los grupos más grandes respecto al tamaño de sus
activos son ecientes.
H1: Los grupos más grandes respecto al tamaño de sus
activos son no ecientes.
En este caso se rechaza la Ho y se acepta la hipótesis al-
ternativa, pues con el cálculo de la eciencia en este grupo se
puede evidenciar que tener un mayor tamaño de activos no
signica ser eciente, al contrario, los equipos y propiedades
posiblemente son improductivos y no están siendo utiliza-
dos a su máxima capacidad instalada en su operación diaria.
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
Grupo Produbanco/Contribución input-output 2017 Grupo Produbanco/Contribución input-output 2018
48
4. C
Dentro de las variadas técnicas para calcular la eciencia
se encuentran las tradicionales, las cuales las empresas
generan mediante indicadores nancieros, sin tomar en
cuenta las técnicas paramétricas y no paramétricas que
se encuentran disponibles en la literatura y que se utili-
zaron para este análisis, como la metodología me-
diante la técnica envolvente en dos etapas, técnica que
no está sujeta a una función predeterminada, sino que, al
contrario, permite trabajar con las variables que se consi-
deren pertinentes en la investigación. Esta técnica que ha
venido desarrollándose desde 1957 del siglo pasado por
Farrel y que a lo largo de las décadas se la ha mejorado,
tomó sus bases de la investigación operativa utilizada en
la parte logística de las tropas estadounidenses y, a partir
de ello, fue utilizada en las empresas.
En el la eciencia se da bajo la combinación li-
neal que es parte de la frontera eciente, por lo tanto, ahí
se encontrarán las que son ecientes y que sirven de
comparación para aquellas inecientes que es igual
a la distancia que le faltaría para ser eciente. En cuan-
to a los resultados se observa que la eciencia al 100% lo
mantienen los grupos Pacíco, Diners y Produbanco a lo
largo de los períodos analizados 2015-2021, sin embargo,
cada uno maneja de mejor forma sus variables evaluadas
en el contexto del modelo. El benchmarking tecnológico
permitirá realizar la comparación de los procesos más e-
cientes de los grupos que poseen la eciencia en la pres
-
tación de los servicios, pues les permitirá optimizar los
recursos utilizados y por lo tanto disminuir los costos de
operación para el cumplimiento de los objetivos estraté-
gicos de las corporaciones.
A partir del 2019, con el surgimiento de la pandemia
del covid-19, muchas instituciones se vieron obligadas a
implementar un adelanto tecnológico no previsto a escala
mundial, con el n de generar inversiones que no estaban
previstas en sus presupuestos, pues con los despidos ma-
sivos que se experimentaron hasta el 2021 las empresas se
vieron forzadas en las adquisiciones de equipos tecnoló-
gicos y plataformas virtuales, que en cierto modo suplan-
taron a la mano de obra, especialmente en los servicios.
Los efectos inmediatos fueron adaptarse a la indus-
tria 4.0 y la reciente aparición del metaverso donde los
seres humanos interactúan de manera social y económi-
ca en un mundo virtual cada vez más competitivo, que
nos obliga a manejar el aprendizaje de datos en tiempo
real, con la ayuda de una serie de dispositivos electróni-
cos para interactuar con otros usuarios en una segunda
realidad virtual y nuevas formas de trabajo a las que el
ser humano debe adaptarse y que, en consecuencia, hará
que las empresas que se ajusten a estos cambios sean glo-
balmente ecientes, bajando signicativamente los pro-
cesos burocráticos, como ocurre actualmente con los
conictos bélicos, donde cada vez observamos menor
empleo de personal como recurso, los que a cambio han
R
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106, 2010, pp.
97-113.
sido sustituidos por elementos electrónicos, especialmen-
te por las grandes potencias, conceptos ya introducidos
por el escritor estadounidense Neal Stephenson en 1992
e impulsado por Mark Zuckerberg cuando ya conrma-
ba que su corporación trabajaba con su propio metaverso,
desarrollando la tecnología que necesita, pues esta reali-
dad no está lejos de ser utilizada en el proceso producti-
vo de las diferentes industrias [24].
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
49
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Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
50
Fuente. [24].
Análisis de la Eciencia de los Grupos Financieros del Ecuador
Anexo 1. Base de datos de la Superintendencia de Bancos del Ecuador
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ingresos (Y1) 27.424 163.575 174.668 187.421 199.402 191.780 229.319
Cartera de créditos (Y2) 834.194 837.566 888.649 928.805 999.616 1.044.663 1.272.964
Gastos de operación (X1) 75.613 75.870 77.038 78.601 83.903 81.354 88.250
Activos jos (X2) 25.660 39.305 39.102 40.290 42.357 43.255 70.360
grupo diners club 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ingresos (Y1) 334.984 322.936 325.690 407.944 482.269 439.044 465.132
Cartera de créditos (Y2) 1.134.751 1.159.531 1.326.890 1.727.709 1.932.943 1.753.134 1.836.226
Gastos de operación (X1) 139.019 145.902 158.392 182.781 198.713 176.896 191.747
Activos jos (X2) 9.794 8.939 14.363 15.406 15.428 10.761 9.629
grupo pacíco 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ingresos (Y1) 484.916 524.420 567.765 646.990 733.805 698.069 746.402
Cartera de créditos (Y2) 2.646.141 2.727.446 3.311.240 3.713.577 4.089.085 4.075.300 4.032.839
Gastos de operación (X1) 212.801 226.446 245.691 259.522 296.613 278.848 293.201
Activos jos (X2) 100.890 126.558 127.235 136.065 147.611 147.432 157.260
grupo pichincha 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ingresos (Y1) 1.652.715 1.328.601 1.422.467 1.553.846 1.586.737 1.518.589 1.682.209
Cartera de créditos (Y2) 8.031.982 7.241.157 7.574.492 7.722.155 8.574.094 8.289.337 9.970.250
Gastos de operación (X1) 811.876 662.757 697.276 711.033 780.074 700.040 750.174
Activos jos (X2) 254.196 222.318 269.885 249.685 245.896 265.975 287.100
grupo produbanco 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Ingresos (Y1) 328.817 344.134 364.726 444.089 523.654 501.923 570.432
Cartera de créditos (Y2) 1.892.373 2.101.280 2.514.110 2.992.169 3.296.575 3.269.516 3.780.483
Gastos de operación (X1) 180.275 166.054 180.032 208.575 231.184 214.188 241.510
Activos jos (X2) 24.999 60.872 59.819 59.116 73.614 69.298 87.111
REVISTA INGENIO
Lissette Yanela Haro Flores | Universidad Internacional SEK, Quito, Ecuador
Gloria Helena Villalobos Fajardo | Universidad Internacional SEK, Quito, Ecuador
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4230 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
In this article, the objective is to identify the organizational practices that aect the work overload of the
administrative sta of a public hospital and the prevalence of Burnout Symptoms. Methods. e design
is mixed (quali-quantitative), the sample was made up of nine administrative professionals from a public
health house; For data collection, a semi-structured interview was used to identify the conditions that
generated work overload and, through the application of the Maslach questionnaire, the prevalence of
Burnout Syndrome was determined. Results. We worked with all collaborators in the administrative area
with prior authorization. Given the shortage of personnel, several health professionals perform admi-
nistrative activities. Administrative assignments predominate in personnel who do not have job stability.
It was found that there is a tendency to suer from Burnout Syndrome in the total population studied.
Conclusion. Organizational and administrative weaknesses that generate work overload with a tendency
to develop Burnout Syndrome were evidenced. e additional tasks directly aect the fulllment of
activities and limit the eective response in their work. is information revealed shortcomings in the
prevention of psychosocial factors. e various requirements made by the higher level require working
at a high pace during the day, even outside normal hours.
El objetivo del presente artículo es identicar las prácticas organizacionales que inciden en la sobrecarga
laboral del personal administrativo de un hospital público y la prevalencia de síntomas de burnout. Mé-
todos. El diseño es mixto (cuali-cuantitativo), la muestra estuvo conformada por nueve profesionales ad-
ministrativos de una casa de salud pública; para la recolección de datos se utilizó una entrevista semies-
tructurada con la cual se identicaron las condiciones generadoras de sobrecarga laboral y mediante la
aplicación del cuestionario de Maslach se determinó la prevalencia del síndrome de burnout. Resultados.
Se trabajó con todos los colaboradores del área administrativa previa autorización. Ante el décit de
personal, varios profesionales de la salud desempeñan actividades administrativas. Los encargos admi-
nistrativos predominan en personal que no posee estabilidad laboral. Se encontró que existe tendencia a
padecer del síndrome de burnout en el total de la población estudiada. Conclusión. Se evidenciaron de-
bilidades organizacionales y administrativas que generan sobrecarga laboral con tendencia a desarrollar
el síndrome de burnout. Las tareas adicionales inciden directamente en el cumplimiento de actividades
y limitan la respuesta efectiva en sus labores. Esta información dejó ver falencias en la prevención de
factores psicosociales. Los diversos requerimientos realizados por el nivel superior demandan trabajar a
un alto ritmo durante la jornada incluso fuera del horario habitual.
1. Ió
Para [1], la palabra síndrome dene un conjunto de sín-
tomas que se asocian a una enfermedad que podría ser
un cuadro patológico determinado y provocado por la
presencia de más de una enfermedad.
En este sentido, el síndrome de burnout es una con-
dición de estrés que se maniesta por la presencia de
agotamiento físico y emocional. También se recono-
ce como un estado de agotamiento emocional, desper-
sonalización y baja realización personal causado por la
exposición prolongada al estrés ante exigencias labora-
les excesivas. Este término del idioma inglés equivale en
castellano a «estar quemado». Como concepto surge de
Received: 26/8/2022
Accepted: 7/11/2022
Psychosocial risk, work overload, bur-
nout, administrative sta.
Riesgo psicosocial, sobrecarga laboral,
burnout, personal administrativo.
Organizational Practices Generating Work Overload in the Administrative Sta of a
Public Hospital and Prevalence of Burnout Symptoms
Prácticas Organizacionales Generadoras de Sobrecarga Laboral en el
Personal Administrativo de un Hospital Público y Prevalencia de Síntomas
de Burnout
52
En el hospital público de segundo nivel de atención de
salud de la ciudad de Baeza, Ecuador, se ha identicado
agotamiento emocional y sobrecarga laboral en el perso-
nal que desempeña actividades administrativas. Según [2],
las causas que afectan la salud mental conllevan a ciertas
patologías síquicas en los colaboradores del sector salud.
En el estudio realizado por [3], se describen varios
factores psicosociales prevalentes del síndrome de bur-
nout y condiciones que generan sobrecarga laboral, situa-
ción que se agravó con la aparición de la pandemia del
covid-19 en el año 2020, lo cual ha causado burnout, fa
-
tiga y alteraciones en la salud.
Según [4], reeren que la sobrecarga laboral puede re-
querir tratamiento psicológico. El comportamiento de las
personas de la institución denota cansancio emocional,
desánimo, falta de motivación para ejecutar sus funcio-
nes en el área administrativa. La autoridad institucional
y el comité multidisciplinario de salud y seguridad ocu-
pacional son los encargados directos de velar por el bien-
estar y la salud mental de las personas en el ejercicio de
sus funciones.
En [5], se destacan algunas causas del burnout, y de
cómo evitar el desgaste profesional, en el lugar de trabajo
y atribuye que el principal motivo es la sobrecarga labo-
ral, entre otras causas, por lo que se recomienda organi-
zar el tiempo, en ocasiones emitir respuestas de negación,
delegar funciones, no ver el perfeccionismo para poste-
riormente analizar el estado de ánimo propio para mejo-
rar el entorno y ambiente institucional.
Este desconocimiento puede ocasionar decientes re-
laciones interpersonales, estrés, frustración, enojo, apatía,
falta de colaboración. Es decir, que se relaciona directa-
mente con el desarrollo del síndrome de burnout. Por
lo que se genera agotamiento mental ante el desconoci-
miento de la denición de rol, y por la falta de acción de
talento humano. Las autoridades proceden a encargar ad-
ministrativamente el desempeño de funciones. Esto im-
plica supervisar y ejecutar procesos administrativos que
demandan de tiempo adicional para la entrega.
En consecuencia, el objetivo de la investigación es
identicar las prácticas organizacionales que inciden en
la sobrecarga laboral del personal administrativo de un
hospital público, y la prevalencia de síntomas de burnout.
2. Mé
DISEÑO
Se realiza un estudio de diseño mixto (cuali-cuantitati-
vo), de carácter descriptivo y de corte transversal, ya que
se realiza dentro de un tiempo especíco.
PARTICIPANTES
La población está compuesta por nueve funcionarios pú-
blicos del área administrativa con cargos directivos y téc-
nicos. Los colaboradores maniestan su consentimiento
de participar en la investigación. Son hombres y mujeres
que prestan sus servicios de forma activa en el hospital.
INSTRUMENTOS
Para el presente estudio se realizó el levantamiento de
información sociodemográca y laboral mediante una
cha de datos. A continuación, se realizó una entrevista
semiestructurada con cuatro preguntas que indagaron
sobre la sobrecarga laboral de los participantes. Poste-
riormente, se utilizó el cuestionario de Maslach, confor-
mado por 22 preguntas, las mismas que evaluaron tres
subáreas: agotamiento emocional, despersonalización y
falta de realización personal. Para su interpretación se
utilizaron escalas de frecuencia de 0 al 6 con el cual se
determinaron los índices prevalentes de burnout.
PROCEDIMIENTO
Una vez formulado el planteamiento del problema y con-
cretado el tipo de estudio a realizarse, se solicitó la auto-
rización a la máxima autoridad de la institución para eje-
cutar el levantamiento de datos e información requerida
para la investigación. Luego, se realizó la entrevista indi-
vidual con el uso de los instrumentos descritos. Después,
se aplicó el cuestionario de Maslach. Finalmente se pro-
cesaron los datos obtenidos con la nalidad de generar la
discusión y presentar la conclusión del caso que guiará la
propuesta general de intervención.
3. R
Luego de la recolección de datos se realizó la tabulación,
que se puede observar en la tabla 1. Aquí, se encuentran
los datos sociodemográcos y laborales de la población
en estudio, de los cuales se determina que el 55, 56% son
mujeres y el 44,44% son hombres. Las edades de los par-
ticipantes están entre 30 y 39 años (55,56%). El 55, 56%
son directivos del área administrativa. Existe mayor pre-
la actividad aeroespacial al momento de la disminución
del combustible de una aeronave espacial al generar ca
-
lentamiento [1].
En el presente estudio se identican las prácticas or-
ganizacionales que inciden en la sobrecarga laboral del
personal administrativo. Es preciso referir que los pro-
fesionales que ejecutan labores profesionales omiten
algunas funciones debido a la falta de capacitación y em-
poderamiento en el cargo administrativo [6].
Prácticas Organizacionales Generadoras de Sobrecarga Laboral en el Personal Administrativo de un Hospital Público y
Prevalencia de Síntomas de Burnout
53
Haro L., et al.
dominancia en los rangos de 6 a 10 años de antigüedad,
que corresponde al 55,56%. En tanto que en la modali-
dad laboral el porcentaje es del 44,44%, correspondiente
al personal que se encuentra bajo modalidad de nom-
bramientos provisionales y no cuentan con estabilidad
laboral (ver Tabla 1).
PRÁCTICAS ORGANIZACIONALES GENERADORAS DE SOBRE
CARGA LABORAL
Los participantes del estudio rerieron como una de las
causas principales de la sobrecarga laboral la asignación
de tareas administrativas adicionales a las labores asis-
tenciales de la institución de salud, lo cual incide en el
aumento de carga de trabajo.
En materia de la organización del tiempo de trabajo
manifestaron que el requerimiento de informes en cor-
tos plazos es una situación que limita las posibilidades de
tomar pausas durante la jornada laboral, lo que incide en
la necesidad de trabajar a un alto ritmo durante la jorna-
da. Pese a que el horario de trabajo es de lunes a viernes
con una duración de ocho horas diarias, las personas re-
eren la necesidad de alargar su jornada para atender la
carga de trabajo asignado.
Finalmente, otra de las causas de la sobrecarga laboral
es la carencia o falta de competencias para realizar las
labores administrativas, dado que la formación de los
colaboradores se centra en carreras propias de la salud
y no en labores administrativas, de allí la importancia de
cerrar las brechas a través de procesos de formación y
redistribución de cargas de trabajo.
HALLAZGOS PRINCIPALES
La información recolectada acerca de los factores organi-
zacionales que inciden en la sobrecarga laboral se analizó
y se categorizó en tres variables que guardan relación con
la denición del rol, organización del tiempo de trabajo,
horario de trabajo y competencias de los colaboradores
para desarrollar el trabajo.
PREVALENCIA DE SÍNTOMAS DE BURNOUT
El análisis de la muestra indica que el 55,56% presenta
niveles altos de síndrome de burnout con una prevalen-
cia en el agotamiento emocional. En la variable de falta
de realización personal se evidencia un 44,44%, en tanto
que en despersonalización se obtuvo el 11,11%.
Tabla 1.
Datos sociodemográcos/laborales
Descripción Porcentajes % (N=9)
N %
Sexo
Hombre 4 44,44
Mujer 5 55,56
Edad
30 a 39 años 5 55,56
40 a 49 años 2 22,22
50 a 55 años 2 22,22
Área de Trabajo Administrativa
Técnicos 4 44,44
Directivos 5 55,56
Tiempo que labora en la institución
Menos de 5 años 2 22,22
De 6 a 10 años 5 55,56
De 11 a 16 años 1 11,11
Más de 17 años 1 11,11
Modalidad laboral %
Contratos ocasionales 2 22,22
Nombramiento provisional 4 44,44
Nombramiento permanente 3 33.33
54
De acuerdo con los resultados obtenidos, se evidencia
que existe una prevalencia importante de agotamiento
emocional en los colaboradores directivos. En tanto que
la falta de realización personal está presente en mayor
prevalencia en el personal técnico. Finalmente, en lo que
respecta a la despersonalización la mayor prevalencia se
presenta en el personal técnico (ver Tabla 2).
Para [9], el síndrome de burnout no es reconocido como
una afección para la salud. Si bien es cierto, afecta a la calidad
de vida de los individuos por las consecuencias que generan
para el entorno laboral en el que se desempeña el colabora-
dor. Según [10], el síndrome de burnout puede causar sínto-
mas de carácter psicológico con consecuencias leves y graves
que afectan el desempeño de los colaboradores.
En este estudio se ha encontrado que hasta un
55,56% de la muestra posee niveles altos de burnout re-
sultante de elevados niveles de agotamiento emocional,
seguidamente la baja realización personal y, por último,
la despersonalización.
Ahora bien, para [11], no por llevar más tiempo tra-
bajando en una unidad de salud el personal siente un
incremento en la realización personal, se presenta una
escasa percepción de logros personales con un aumen-
to en la afección de burnout. Lo mencionado, corrobo-
ra los resultados obtenidos, que para el presente estudio
es del 44,44% de colaboradores que indican una falta de
realización personal, esto se evidencia en funcionarios
con una trayectoria de más de 6 años.
De acuerdo con [12], las consecuencias del síndro-
me de burnout traen consigo riesgos de sufrir varias afec-
ciones y trastornos mentales. Los colaboradores del área
administrativa son propensos a padecer de este tipo de
patologías al estar expuestos a una sobrecarga laboral con
prevalencia de agotamiento emocional.
4. C
En conclusión, la prevalencia del síndrome de burnout
ha sido el principal objeto de debate. Los resultados des-
tacados muestran que se trata de un complejo constructo
que depende de multitud de variables y, por tanto, los ni-
veles de agotamiento emocional dependen directamente
de cómo nos aproximemos o reejemos en esta variable.
Por otra parte, la relación directa encontrada entre
agotamiento emocional y la sobrecarga laboral indican
que se trata de un dato relevante para tener en cuenta en
el diseño preventivo general de salud laboral.
Finalmente, el presente estudio demuestra limitacio-
nes al no diferenciar con mayor detalle la relación entre
causas y efectos de la sobrecarga laboral. Los estados de
ánimo inuyen signicativamente en el desempeño, por
lo que se debería impulsar espacios motivacionales que
contrarresten los efectos del síndrome de burnout. Este
forma parte de una realidad que aqueja a la capacidad de
los colaboradores en todas las modalidades laborales y de
manera especial en los niveles directivos del Hospital Bá-
sico Baeza. Esta realidad se ha agravado a partir de la ac-
tual pandemia que vive el mundo.
R
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-
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2022.
Tabla 2.
Resultados de prevalencia de burnout
Bajo Moderado Alto
N % N % N %
Agotamiento emocional 2 22,22 2 22,22 5 55,56
Despersonalización 7 77,78 1 11,11 1 11,11
Falta de realización personal 2 22,22 3 33,33 4 44,44
Se vericó que existe falta de personal, por lo que co-
laboradores del área operativa deben cumplir con fun-
ciones adicionales en el área administrativa. Esto deja
desprovistas las áreas de salud, además de alargar la jor-
nada laboral de los colaboradores. Se evidencia la ambi-
güedad de roles en el personal médico. Esto conlleva a
indicar que el personal de salud no ha sido capacitado en
la ejecución de procesos administrativos, lo que dicul-
ta cumplir satisfactoriamente con los requerimientos de
los superiores [7].
Con base en los resultados de la aplicación del cues-
tionario de Maslach todos los colaboradores reeren pa-
decer de los tres componentes del síndrome de burnout,
en diferentes escalas. Lo descrito deja ver que la afectación
del síndrome no es una condición exclusiva del tipo de
cargo que el colaborador desempeña, ni la edad, ni el sexo,
ni tampoco el tiempo de servicio o modalidad laboral [8].
Prácticas Organizacionales Generadoras de Sobrecarga Laboral en el Personal Administrativo de un Hospital Público y
Prevalencia de Síntomas de Burnout
55
Haro L., et al.
[2] A. Vilaret y S. Urgiles, Síndrome de burnout en el perso-
nal de salud que trabaja en la unidad de terapia intensi-
va durante la pandemia covid-19 en un hospital de Quito,
Repositorio , 2020.
[3] A. Lozano Vargas, «El síndrome de burnout en los pro
-
fesionales de la salud en la pandemia por la covid-19»,
Revista de Neuropsiquiatría, 2021, pp. 1-2.
[4] M. F. Vinueza Veloz, E. C. Tapia Veloz, C. M. Mera Se-
govia, N. R. Aldaz Pachacama y A. F. Vinueza Veloz,
«Síndrome de burnout en personal sanitario ecuatoria-
no durante la pandemia de la covid-19», Infomed, 2021,
p. 1.
[5] Press, «Cómo superar el burnout», México: Rever-
te S. A, 2021.
[6] G. Blanco Gómez y L. Feldman, Factores psicosociales la-
borales y sus efectos. Haciendo visible lo invisible. Expe-
riencias en Venezuela, Araca editores, 2017.
[7] Ministerio de Salud, «Lineamientos para la planicación
de talento humano 2022», Quito, 2022.
[8] D. Patiño Hernández y S. Rubio Valdheita, «Prevalencia
del síndrome de burnout en médicos residentes venezo-
lanos y su relación con el contexto de crisis Sanitaria en
Venezuela», , 2021, p. 2.
[9] L. S. Morales y L. F. Hidalgo Murillo, «Síndrome de bur-
nout», Medicina Legal de Costa Rica, vol. 32, .
o
1, 2015,
p. 1.
[10] J. E. Vergara Robalito y M. V. Moreno Rueda, «Síndro-
me de burnout en el personal médico del Hospital Ge-
neral Riobamba () que laboró en la pandemia por
covid-19», Dialnet, pp. 848-868, 2021.
[11] M. P. Briones Miranda, Diagnóstico en personal admi-
nistrativo que trabaja en una red de salud oncológica en
cuanto a actitudes hacia la muerte y burnout, tesis de ma-
gíster, Universidad Católica de Chile, 2019. [En línea].
Available: https://repositorio.uc.cl/handle/11534/26965
[12] G. A. Gutiérrez Aceves, M. Á. Celis López, S. Moreno Ji-
menez, F. Farías Serratos y J. d. J. Suárez Campos, «Sín-
drome de burnout», Archivos de Neurociencia, 2006, pp.
305-309.
REVISTA INGENIO
, (), -, . -
e research aims to propose alternatives for environmental management of post-consumer packaging
as an important ecodesign element established in Resolution 1407 of 2018 of the Colombian Environ-
ment and Sustainable Development Ministry, therefore, through a diagnostic phase about packaging
the ecodesign criteria were selected that allowed formulating alternatives to the current scenario, these
alternatives were evaluated by the application of the key performance indicators. e assessment was
carried out using SimaPro soware, it indicates the incidence of the alternatives in damage and impact
categories, where Pesquera Mar Adentro has a lower impact percentage if they replace its current packa-
ging with a ermoBox, and Compañía Pesquera del Mar S. A. S has signicantly reduced its negative
environmental impacts by using oxo-biodegradable point-of-payment bags.
La investigación tiene como objetivo plantear alternativas de gestión ambiental de envases y empaques
posconsumo como aspecto clave del ecodiseño establecido en la Resolución 1407 de 2018 del Ministerio
de Ambiente y Desarrollo Sostenible de la República de Colombia, por lo que, mediante una fase diag-
nóstica sobre los envases y empaques se seleccionaron criterios de ecodiseño que permitieron formular
alternativas al escenario actual, dichas alternativas se evaluaron por medio de una herramienta informá-
tica y la aplicación de indicadores de rendimiento clave. La valoración se ejecutó en el soware SimaPro,
que indica la incidencia de las alternativas en categorías de daño e impactos. La empresa Pesquera Mar
Adentro tiene un menor porcentaje de impacto si sustituye su empaque actual por una caja thermobox y
Compañía Pesquera del Mar S. A. S, ha disminuido signicativamente los impactos negativos al ambien-
te con el uso de bolsas de punto de pago oxobiodegradables.
1.
Los envases y empaques de productos generan impac-
tos negativos al ambiente desde su fabricación hasta su
disposición nal, en principio el impacto está asociado
al material utilizado para su producción y la cantidad de
dicho material, inuyendo así en el consumo de recursos
fósiles, uso de energía primaria y emisiones de dióxido
de carbono (CO2), igualmente, su condición de artículo
de los residuos sólidos urbanos del país, donde más del
60% de la demanda global de empaques se concentra en
el sector de alimentos (38%), bebidas (18%), cosméticos
(3%) y farmacéuticos (5%) como lo señala [2], lo ante-
rior como consecuencia de su naturaleza, ciclo de vida y
dinámica de consumo de la población. Es por lo anterior
que el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de
la República de Colombia emite la Resolución 1407 de
2018, [3] la cual señala que se debe formular, implemen-
tar, actualizar y presentar el Plan de Gestión Ambien-
tal de Residuos de Envases y Empaques a la Autoridad
Nacional de Licencias Ambientales () el cual está
Received: 27/10/2022
Accepted: 18/11/2022
Ecodesign, circular economy, environ-
mental management, impacts.
Ecodiseño, economía circular, gestión
ambiental, impactos.
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución
de Impactos Ambientales Negativos
Packaging Ecodesign as a Strategy for Reducing Negative Environmental Impacts
Lisa María Gutiérrez Rodríguez | Universidad de La Salle, Bogota, Colombia
de un solo uso lo convierte en un residuo, en lugar de un
producto para ser reciclado o reutilizado [1]. Del mismo
modo, los envases y empaques son uno de los residuos
sólidos que se generan en Colombia con mayor repre-
sentatividad debido a que constituyen entre el 15-25%
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4245 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
57
De manera que, como muestra [4] la selección de
estrategias de ecodiseño, podrá formularse con base en
las etapas de ciclo de vida de los productos según las exi-
gencias del consumidor, los requisitos de la distribución,
normativa vigente, la función del envase y los nuevos ma-
teriales empleados en los envases y empaques, las cuales
se clasican en:
· Estrategias para un diseño de envase eciente
·
Estrategias para la selección de materias primas sos-
tenibles
·
Estrategias para una fabricación y envasado optimizado
· Estrategias para una logística eciente
· Estrategias para optimizar el reciclaje de envases
Las empresas interesadas en el ecodiseño de sus enva-
ses y empaques son Pesquera Mar Adentro, una empresa
que compra, procesa, transforma y comercializa produc-
tos del mar quien solicitó el ecodiseño de su envase y
empaque del producto de carne de jaiba pasteurizada a
Green Economy Services Colombia, el empaque consta
de una lata de aluminio y hojalata como envase primario,
el envase secundario son dos cajas de cartón que alma-
cenan doce latas del producto, cada una con laminillas
de poliestireno expandido en las paredes y fondo de las
cajas, y el envase terciario consta de una caja de cartón
que contiene la dos cajas del envase secundario, otras
laminillas de poliestireno expandido y bolsas de boli y
ziploc con gelpack para la refrigeración del producto. Así
pues, es de interés considerar dos de los materiales allí
presentes, el cartón que es uno de los materiales con me-
nor impacto ambiental ya que su proceso de fabricación
corresponde a una reducción del 60% de las emisiones de
CO2 y petróleo respecto a otros materiales, se degrada
rápidamente por su contenido de celulosa y la exposición
a condiciones meteorológicas favorables inuye positi-
vamente en su eliminación, se trata de un material que
no pierde durabilidad ni resistencia, lo que conlleva a la
reutilización y reciclaje, esto último debido a que al re-
ciclarlo se emplea 90% menos de agua y 50% menos de
energía eléctrica, como lo indica [7]. El otro material es
el poliestireno expandido que, a pesar de cumplir con la
función de refrigeración, constituye un problema en la
etapa de disposición nal. De hecho, a partir de las cifras
halladas por [8], en Colombia se utilizan aproximada-
mente 80.000 toneladas al año de poliestireno expandi-
do, de las cuales 38% son utilizadas para empaque, y al
nal de su vida útil tan solo 500 toneladas son recupera-
das. Así mismo, el poliestireno expandido se compone
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
del ecodiseño de envases y empaques es cerrar ciclos, re-
valorizando los residuos de estos productos a través del
reciclaje, reutilización o compostaje [4].
enfocado en el aprovechamiento de envases y empaques
de papel, cartón, plástico, vidrio y metal, con el n de
disminuir y mitigar los impactos ambientales generados
por el residuo posconsumo, las materias primas que se
emplean, su proceso productivo y la energía utilizada,
lo cual indica la necesidad de actuar no solo en la se-
gregación y reutilización de este tipo de residuos, sino
actuar desde el inicio de la producción mediante la in-
corporación de alternativas que prevengan y minimicen
la fabricación y toxicidad de los residuos en los nuevos
envases, empaques y embalajes o en el rediseño de los ac-
tuales [1]. Adicionalmente, en el apartado i del artículo
6 de la Resolución en cuestión, señala la obligatoriedad
de invertir en la investigación aplicada y el desarrollo ex-
perimental para la innovación y el ecodiseño, siendo este
un tema fundamental en la formulación de alternativas
a los envases y empaques que generan efectos nocivos y
como una oportunidad de transición hacia la economía
circular, por lo que, la empresa Green Economy Services
Colombia, a través de este artículo, tiene como objetivo
diseñar y formular estrategias de ecodiseño a dos de sus
adheridos: Pesquera Mar Adentro y Compañía Pesquera
del Mar S.A.S, con el propósito de disminuir los impac-
tos ambientales actualmente generados.
Según la guía de ecodiseño de envases y embalajes,
[4] el ecodiseño de envases consiste en un proceso téc-
nico, creativo y multidisciplinar que tiene como propósi-
to mostrar en el mercado envases factibles, técnicamente
industrializables, nancieramente rentables y sostenibles,
lo que conlleva a la aplicación de herramientas y méto-
dos para gestionar ecientemente los recursos asignados
al envase, obteniendo benecios para el medio ambien-
te, como la reducción del consumo de materiales, agua,
energía, vertimientos y residuos. En lo que se reere a
las empresas, manejar este instrumento signica venta-
jas competitivas que mejorarán su gestión, procedimien-
tos, productos, recursos, imagen e inversiones; asimismo,
fomenta un proceso de mejora continua por el desarro-
llo e incorporación de innovaciones o modicaciones en
el ciclo de vida de los productos, mediante el uso estrate-
gias a mediano y largo plazo que inuyen en todos los ni-
veles de decisión y operación [5]. Ahora bien, el ciclo de
vida de un producto considera las etapas del bien o ser-
vicio desde que son extraídas las materias primas para su
fabricación, producción, distribución, consumo y gestión
del residuo que se genera, [6] de manera que la aplicación
del ecodiseño ha de tener en cuenta este concepto, ya que
de ello dependerá la selección de estrategias, valorando
si la solución no afecta de forma negativa el balance to-
tal de consumo de recursos y generación de emisiones o
vertimientos. Por lo tanto, se tiene presente el concepto
de economía circular debido a que uno de los objetivos
58
Gutiérrez L., et al.
La segunda empresa es Compañía Pesquera del Mar
S.A.S, empresa pionera en la compra, proceso, comercia-
lización y distribución de pescados, mariscos y produc-
tos alimenticios congelados como tubérculos, verduras y
carnes que en el año 2022 sustituyó las bolsas de punto
de pago de polietileno de alta densidad por bolsas oxo-
biodegradables. Estas consisten en bolsas con aditivos que
consiguen romper la estructura química del plástico per-
mitiendo su degradación cuando están expuestos a la luz
solar, el calor o el esfuerzo mecánico (fricción y exposi-
ción a vientos), alcanzando un tamaño mínimo para que
los microorganismos tomen dicho material y lo convier-
tan en dióxido de carbono, agua y biomasa. Según las
características mencionadas por el proveedor de la Com-
pañía Pesquera del Mar S.A.S, [10] dicho empaque tiene
una vida útil controlada, su apariencia, resistencia y cali-
dad es igual a la de una bolsa de plástico común fabrica-
da en polietileno de baja y alta densidad y cuenta con dos
etapas para su degradación. En principio, la bolsa oxobio-
degradable comienza a fragmentarse por el contacto con
el oxígeno, a partir de ello hay una atracción de agua que
da origen a un ambiente en presencia de oxígeno y hume-
dad que fomenta el desarrollo y crecimiento de microor
-
ganismos naturales para después comenzar la etapa de
biodegradación, allí las moléculas de los materiales oxi-
dados son lo sucientemente pequeñas para que los mi-
croorganismos los tomen como alimento y los degraden.
Así pues, la vida útil de estas bolsas oscila entre los 8-12
meses, según las condiciones del ambiente en que se en
-
cuentre, sin contaminar los recursos naturales o alterar la
salud del ser humano.
Ahora bien, en la literatura se encuentran dos térmi-
nos que pueden llegar a confundirse, los plásticos oxobio-
degradables y los plásticos oxodegradables, este último
es un material que se degrada a simple vista pero que
2. M
En la gura 1 se evidencia un diagrama de ujo con la
metodología necesaria para la formulación de estrategias
de ecodiseño. En principio, las empresas Pesquera Mar
Adentro y Compañía Pesquera del Mar S.A.S identi-
caron los envases y empaques cuya intención es aplicar
la innovación y el ecodiseño, a partir de ello se analiza-
ron sus chas técnicas proporcionadas por las empresas
interesadas, de las cuales se reconocieron los materiales
y la cantidad empleada para producir y distribuir un
producto con su envase o empaque, de manera que fue
posible determinar los impactos generados al ambiente;
reconociendo las emisiones, vertimientos y residuos en
diferentes etapas del ciclo de vida del envase y empaque
por medio de literatura que estudia los aspectos ambien-
tales, de salud y seguridad en la fabricación de materiales
como plástico, metal o cartón (ver Figura 1).
Luego de la etapa de identicación en los envases y
empaques de cada empresa se utilizó una técnica de ge-
neración de ideas denominada , mostrada en la
gura 2, de la que surgen cuestionamientos con el n de
identicar los aspectos de mejora aplicables según el caso.
Por consiguiente, el uso de esta herramienta facilita la
reexión sobre cuáles son los procesos en donde puede
intervenir ya que se trata de etapas que no son estricta-
mente necesarias o no aportan valor que podrían ajustarse
o potenciar, [4] y en consecuencia seleccionar estrategias
denidas en la tipología mencionada anteriormente (ver
Figura 2).
Desde otra perspectiva, para el presente estudio se
utilizó una herramienta cuantitativa que se denomina
indicadores de rendimiento clave ( por sus siglas en
Se denominan polímeros oxobiodegradables ya que
contienen aditivos prooxidantes o prodegradantes, que
constituyen del 1 al 5% del peso molecular del mismo y
se basan en combinaciones de iones metálicos de estabi-
lidad y número de oxidación similares. Su función prin-
cipal es acelerar la foto y oxidación térmica, de modo que,
al ser expuestos a los rayos o a altas temperaturas pue-
dan degradarse rápidamente mediante la formación de ra-
dicales libres que reaccionan con el oxígeno atmosférico,
provocando la ruptura de la cadena polimérica y la pro-
ducción de compuestos de bajo peso molecular, como áci-
dos carboxílicos, alcoholes y cetonas que posteriormente
podrán ser asimilados por los microorganismo [11].
permanece en pequeñas partículas en suspensión perju-
diciales para la salud de los seres vivos y la dinámica de
los ecosistemas [12]. En consecuencia, la Unión Europea
[13] ha prohibido la comercialización de productos ela-
borados con plástico oxodegradable, a través de la Direc-
tiva 2019/904 en el artículo 5, ya que ese tipo de plástico
no se biodegrada correctamente y contribuye a la conta-
minación del medio ambiente con microplásticos, no es
compostable, afecta negativamente al reciclado del plásti-
co convencional, no ofrece benecios medioambientales
comprobados y su rápida fragmentación en trozos mi-
núsculos es motivo de preocupación. Además, como se
visualiza en [14] la fundación Ellen MacArthur, una or-
ganización mundial líder en temas de economía circular,
apoya la idea de que los envases de plástico oxodegrada-
bles no son una solución a la contaminación por plástico
y no encajan en una economía circular, por el contrario,
contribuyen a la contaminación por microplásticos y fo-
mentan los riesgos ambientales ya que favorecen la bioa-
cumulación en el medio.
principalmente por aire y partículas de petróleo que se
calientan y se expanden, por lo que es bastante liviano
y muy voluminoso, por ello, el espacio que ocupa es un
inconveniente para el sistema de residuos, debido a que
el material llena los vehículos recolectores y los rellenos
sanitarios, además de que tarda más de mil años en bio-
degradarse [9].
59
inglés Key Performance Indicator) con el objetivo de esti-
mar la potencial mejora resultante de aplicar las estrate-
gias de ecodiseño, y su selección depende de la meta que
se desee alcanzar, ya sea en la materia prima del envase,
la fabricación y envasado, logística, transporte o gestión
nal. Es por lo anterior que, para Pesquera Mar Adentro,
fueron seleccionados cuatro indicadores de rendimiento
clave calculados a partir de la masa en gramos de los ma-
teriales involucrados en el empaque:
Figura 1.
Metodología empleada para el ecodiseño de envases y empaques
Figura 2.
Técnica de generación de ideas scamper
Fuente: [7, p. 22].
Fuente. [4].
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
60
Gutiérrez L., et al.
2.1. % CONTENIDO DE MATERIAL QUE SE PUEDE RE
CICLAR :
Se evaluará el aumento o disminución de la presencia de
envases y empaques en materiales que tienen el potencial
para ser reciclados, por medio de la Eq. 1.
(1)
2.2. RELACIÓN ENTRE EL PESO DEL EMPAQUE Y EL
PESO DEL PRODUCTO :
Tiene como objetivo evaluar si el producto de venta re-
quiere de un envase y empaque que supere su propio
peso, de esta manera se evalúa si el consumidor recibe
mayor cantidad de envases y empaques posconsumo que
aquel artículo que sí es de necesidad para un n especí-
co y no tendrá que hacerse cargo de un número conside-
rado de residuos, como se observa en la Eq. 2.
(2)
2.3 CANTIDAD DE MATERIAL DE EMPAQUE CON
RELACIÓN AL NÚMERO DE ENVASES PRIMARIOS
AGRUPADOS :
El presente indicador se mide mediante la Eq. 3 y bus-
ca analizar si el empaque actual justica la cantidad de
envases que se están distribuyendo, debido a que la in-
tención de las empresas es vender un número mayor de
productos por una cantidad menor de empaque, pues
ello se ve reejado en costos de producción.
(3)
2.4. CANTIDAD DE RESIDUOS NO APROVECHABLES
DE EMBALAJE GENERADOS :
Un aspecto importante es determinar la cantidad de re-
siduos no aprovechables que se están generando con los
envases y empaques del producto, es así que este indica-
dor corresponde a la suma de la masa de los artículos re-
queridos para distribuir el producto, como se evidencia
en la Eq. 4.
(4)
Igualmente, para la empresa Compañía Pesquera del
Mar S.A.S, se emplearon dos indicadores de rendimien-
to clave según su envase:
Reciclabilidad:
El objetivo de la medición es determinar la evolución de
la reciclabilidad y/o recuperación de materiales de los re-
siduos sólidos, en función de la eciencia de los sectores
productivos y la generación de ujos de materiales ha-
cia el medio ambiente, dada la importancia del impacto
ambiental que provoca la disposición nal de residuos
(5)
Reutilización del envase:
La reutilización de un envase se reere a la operación me-
diante la cual los productos aún no se consideran residuos
y se utilizan de nuevo con la misma nalidad para la que
fueron diseñados. En ese orden de ideas, se tendrá en
cuenta el número de veces que puede ser usada una bolsa
plástica convencional y una oxobiodegradable, según con-
diciones especícas de temperatura, humedad y luz.
y el uso ineciente de los recursos físicos disponibles
para la economía. Este se calculó como la razón entre
los residuos que son tratados para ser reintroducidos a
los procesos de producción (RRjt) sobre la oferta total
de residuos sólidos en un período determinado (RGjt)
como se visualiza en la Eq.5 [15].
Finalmente, en la fase de evaluación de los impac-
tos se empleó el método de evaluación Ecoindicador 99,
el cual es un indicador numérico que expresa el impac-
to ambiental total de un proceso, cuanto más grande sea
el valor mayor será el impacto ambiental y se calcula me-
diante la introducción de coecientes de ponderación en
el análisis de ciclo de vida en cada etapa del producto y los
Por último, con el n de evaluar los impactos al am-
biente generados por la utilización de los envases y em-
paques actuales en comparación con las estrategias
sugeridas, se requiere el manejo de una herramienta in-
formática para el análisis del ciclo de vida, por lo que se
tuvo en cuenta las bases de datos disponibles, la forma en
que el soware importa los datos, el uso de métodos de
evaluación de datos, la capacidad del entorno gráco y la
facilidad del uso de la herramienta, eligiendo así una he-
rramienta informática que maneje una base de datos con
información sobre los materiales del empaquetado (alu
-
minio, vidrio, plásticos, papel, cartón, cartulina y hoja-
lata), los procesos de producción, distribución y formas
de disposición nal del producto [16]. En este orden de
ideas, fue elegido el soware SimaPro, el cual es un siste-
ma de aprendizaje permanente, integral e incluyente en
las organizaciones, con el propósito de mejorar la ecien-
cia, la calidad y las condiciones de trabajo en las organiza-
ciones que se caracteriza por fomentar la mejora continua
de los productos mostrando el proceso de estos como un
ciclo de evaluación constante e incluyente ya que favorece
la participación de profesionales de diversas áreas [17]. En
consecuencia, el procedimiento consistió en seleccionar
la biblioteca Ecoinvent 3-consequential-unit que contie-
ne datos del análisis de ciclo de vida de diversos sectores y
facilita señalar las modicaciones realizadas ya sea duran-
te el proceso de extracción, ensamblaje, transporte, uso o
disposición nal o en los materiales empleados; asimis-
mo, posibilita la visualización de cada proceso como uni-
dad y no todo el sistema que reúne dichos procesos [18].
61
3.
En ese sentido, los resultados para la empresa Pesquera
Mar Adentro comprende dos alternativas para las que se
tuvo presente la sustitución de laminillas de poliestire-
no expandido y mantener la refrigeración de la carne de
jaiba pasteurizada entre 0-4°C, por lo que las estrategias
sugeridas a la empresa son:
Alternativa 1: Desmaterialización del envase y/o embalaje
Consiste en la eliminación de las dos cajas de doce la-
tas para empacar directamente 24 latas de carne de jai-
ba pasteurizada en un solo empaque, así se eliminarían
elementos excesivos que a pesar de proteger la integri-
dad del producto puede sustituirse por cajas de cartón
ondulado de mayor calibre, esto debido a que está com-
puesta por varias capas de papel (lisas y onduladas) que
determinan el grosor, de manera que un mayor grosor
garantiza mejor resistencia y, por ende, se adaptaría me-
jor a la necesidad de la mercancía. En este caso se podría
considerar la transición a un cartón de canal A como se
muestra en la gura 3, que hace referencia a un grosor
de 5 mm siendo favorable para productos frágiles que
requieren buena amortiguación y protección durante el
transporte (ver Figura 3).
Alternativa 2: Emplear materias primas de menor im-
pacto ambiental - thermobox
Consiste en eliminar el uso de poliestireno expandido en
el embalaje, sin embargo, se debe garantizar un material
que ayude en la preservación de la temperatura a la cual
se debe encontrar el alimento, de esta forma se pueden
reemplazar las cajas de cartón convencionales por cajas
thermobox, que pueden apreciarse en la gura 4. Con-
siste en una caja fabricada por una combinación 100%
de papel de hexacomb y corrugado, lo que signica que
está hecha de un recurso renovable, reciclable y biode-
gradable que proporciona propiedades térmicas simila-
res a las que brinda el poliestireno expandido () en
el control de temperatura para productos que requieren
congelación o refrigeración. Adicionalmente, si Pesque-
ra Mar Adentro no considera la opción anteriormente
expuesta puede visualizar la posibilidad de comprar lá-
minas gruesas de cartón de aproximadamente 15 mm,
para introducirlas en la caja de cartón convencional, ello
permitirá reforzar el empaque y preservar la temperatura
de refrigeración sin humedecer o dañar el exterior de la
caja (ver Figura 4).
Luego de calcular el valor de los indicadores de ren-
dimiento clave de las Eqs. 1 a 4 para las dos alternativas
los resultados se encuentran en la tabla 1, donde las co-
lumnas tituladas %
1
y %
2
corresponden al porcentaje de
cambio de las alternativas con respecto al empaque ac-
tual (ver Tabla 1).
Es así que, analizando el porcentaje de cambio de las
alternativas con respecto a las características del envase
Figura 3.
Calibre del cartón
Figura 4.
ermoBox
Fuente. [20].
Fuente. [21].
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
materiales involucrados [19]. Para este estudio se tuvo el
enfoque (I) que signica individualista y muestra los inte-
reses a corto plazo, es así que los impactos que se obtienen
resultan de las actividades inmediatamente anteriores y
que se evidenciará en tres categorías de daño; en principio
la salud humana mostrada como años de vida perdidos
por discapacidad, donde el soware hace una pondera
-
ción de las discapacidades causadas por varias enferme-
dades, el efecto sobre la calidad de los ecosistemas medido
en función de la desaparición de especies de ora y fauna
y en los recursos que se entiende a través de los requeri-
mientos de energía para la extracción de materias primas.
Desde otro punto de vista, por medio del soware se pue-
den interpretar los impactos en diez categorías; sustancias
cancerígenas, enfermedades respiratorias por compues-
tos orgánicos e inorgánicos, cambio climático, radiación,
capa de ozono, ecotoxicidad, acidicación/eutrozación,
uso del suelo y minerales, de los cuales se puede enten-
der como un impacto de mayor magnitud a medida que
el valor se acerca a 100.
62
Gutiérrez L., et al.
y empaque actual, se espera que exista un aumento en el
primer indicador debido a que la intención es incluir ma-
teriales que puedan ser reciclados y una disminución en
los últimos tres, pues el mejor escenario es que el peso del
envase no supere el peso del alimento distribuido, la can-
tidad de este producto envasado tenga una proporción
mínima con respecto a todo el embalaje y que la canti-
dad de residuos generados que no se puedan aprovechar
sea nula ya que el modelo actual de economía se basa en
la extracción de materias primas una única vez y retornar
al ciclo productivo los materiales empleados. Por ende,
para el primer indicador de la tabla 1 se entiende que un
porcentaje mayor de material reciclable tendrá un me-
nor impacto ambiental, pues si el 100% del empaque está
hecho a partir de materias primas que no son de un solo
uso la disposición nal de estos empaques no será en un
relleno sanitario o similares, por lo que, la alternativa 2
cumple con este principio aumentando en un 18% con
respecto a la actualidad.
El cálculo del segundo indicador debe ser menor a 1
ya que las empresas han de distribuir un producto cuyo
envase y empaque no supere el peso del producto, lo an-
terior para facilitar la disposición nal de estos y que la
responsabilidad compartida de ello no se recargue en el
consumidor nal, allí se destaca la alternativa 2 que re-
duce en un 38% dicha relación. Igualmente, para el indi-
cador de cantidad de material de empaque con relación
al número de envases evidencia la cantidad de empaques
que se utiliza para la distribución de una lata de carne de
jaiba pasteurizada y como en el caso anterior tiene que
existir una reducción en este indicador, de forma que no
se empleen tantos materiales para esta fase y se pueda
considerar como una disminución en los costos de com-
pra de los artículos que componen el empaque. Finalmen-
te, la cantidad de residuos generados no aprovechables
tiene que ser 0, aun así, es posible visualizar qué material
es aquel que constituye un problema dentro del empaque
y tanto en el actual como la estrategia 1 el es el único
elemento que no puede ser aprovechado por el momen-
to en Colombia.
Por último, para la evaluación de las alternativas se
utilizó el soware SimaPro, donde se compararon cuatro
etapas del ciclo de vida, el transporte de los materiales del
empaque reconociendo que no todos son adquiridos en el
mismo municipio donde se ubica Pesquera Mar Adentro,
la manufactura de estos, entendida como el ensamblaje de
todos los materiales para la distribución donde se tiene
en cuenta el tiempo que se tarda en armar las cajas, in-
troducir las láminas, las bolsas con el gel pack y las latas
de carne de jaiba pasteurizada, el uso del producto por
los clientes y la disposición nal de los mismos, sin olvi-
dar que muchos de ellos pueden ser reutilizados, por lo
que se asume que realmente se lleva a cabo este proceso.
En la gura 5, se muestran las grácas de la compa-
ración del empaque actual y la alternativa 1 en las catego-
rías de impacto, de allí visualiza un impacto del 40% en el
transporte y manufactura de ambos escenarios ya que se
mantienen los mismos materiales en diferentes propor-
ciones, por lo tanto, la diferencia está en el uso y dispo-
sición nal, este último tiene un impacto del 100% en el
empaque actual, lo cual se debe a que el no se recu-
pera para ser aprovechado y por su volumen es difícil de
transportar, ahora bien, a pesar de que la alternativa 1 lo
conserva el hecho de no emplear dos cajas de cartón adi-
cionales facilita la disposición nal de los consumidores
ya que ocupan menos espacio y el pago por esta gestión
disminuye notablemente, esto se visualiza con un impac-
to del 40%. Desde otra perspectiva, para la etapa de uso,
el impacto varía a lo largo de las categorías de impacto,
siendo evidente en las sustancias cancerígenas, enferme-
dades respiratorias causadas por sustancias inorgánicas
que hace referencia a los efectos adversos sobre la salud
humana causados por el material particulado y sus pre-
cursores (NO
X
, SO
X
, NH
3
) y en la de cambio climático
con un porcentaje del 70%, principalmente por el empa-
que actual, todo ello se ve reejado debido al transpor-
te que se requiere para que llegue al consumidor nal y
se incrementa el impacto debido a la refrigeración que
se debe cumplir por transportar un alimento perecede-
ro (ver Figura 5).
En adición, la gura 6 permite la visualización del
comportamiento de los procesos involucrados a través
de tres categorías de daño: salud humana, que equivale a
los años de vida perdidos por enfermedades, en este caso
asociadas a la producción, transporte, consumo y dispo-
sición de materiales del embalaje, calidad de los ecosis-
temas, como la porción equivalente a la desaparición de
especies y los recursos en donde se tiene presente la ener-
gía necesaria para la extracción y transformación de los
recursos. De forma que se ve un comportamiento similar
Tabla 1.
Indicadores de rendimiento clave para las estrategias de Pesquera Mar Adentro
iUnd Act Alt. 1 % 1Alt. 2 % 2
% 84,44 77,39 -8% 100 +18%
Unds 0,16 0,11 -31% 0,10 -38%
g/lata 70,98 48,85 -31% 48,14 -32%
g 265 265 0% 0 -100%
63
al de la gura 5, donde hay grandes impactos en el uso y
disposición nal de los materiales, como se observa en la
salud pública, en el caso de los ecosistemas existe mayor
impacto para el uso del empaque ya que, como se men-
cionó anteriormente, la distribución del producto signi-
ca emisiones de contaminantes a la atmósfera y, en el caso
de los recursos, se destaca la disminución entre la disposi-
ción actual y la de la alternativa 1, puesto que el reciclaje
de la mayor parte de los productos repercute positiva-
mente (ver Figura 6).
Desde otro punto de vista, la gura 7 hace referen-
cia a las categorías de impacto para el empaque actual
y la alternativa 2, de allí se puede observar que las cla-
sicaciones de sustancias cancerígenas, enfermedades
por sustancias inorgánicas y cambio climático para la es-
trategia de implementación 2, cambia signicativamen-
te con respecto a la alternativa 1 ya que no se evidencia
mayor impacto, de hecho, en la mayor parte de los im-
pactos identicados el porcentaje es 0. Por otra parte, es
claro como en la emisión de los contaminantes orgánicos,
la radiación y las afectaciones a la capa de ozono hay una
disminución en la etapa de transporte y manufactura,
situación que no se reejaba en la comparación con la
alternativa 1, asimismo, para la presente estrategia los im-
pactos en la disposición nal en su mayoría son 0 y en
aquellos que sí se ve reejado solo alcanza un 25% como
máximo (ver Figura 7).
Finalmente, en la gura 8 se pueden apreciar las cate-
gorías de daño en el cual hay afectaciones mínimas en
la salud humana y los recursos, en lo que se reere a la
extracción y transformación de recursos el valor en por-
centaje es 0 ya que se está considerando que todos los
materiales están siendo reutilizados o reciclados para la
fabricación de nuevos materiales con las mismas carac-
terísticas. En la categoría de calidad de los ecosistemas
se visualizan impactos muy bajos en todo el proceso que
lleva el empaque, lo anterior considerando que ya no hay
un transporte de desde la empresa proveedora, el
tiempo de empaque se reduce ya que la cantidad de ma-
teriales involucrados también se reduce y la disposición
Figura 5.
Categorías de impacto en la comparación del empaque actual y la alternativa 1
Figura 6.
Categorías de daño en la comparación con el empaque actual y la alternativa 1
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
64
nal consiste en la separación y aprovechamiento de to-
dos los materiales presentes (ver Figura 8).
Por otra parte, en la Compañía Pesquera del Mar S.A.S
la alternativa de ecodiseño ya fue ejecutada, desde la
empresa se emplean bolsas de punto de pago como em-
paque secundario, dicha solución se puede clasicar
dentro de la estrategia de implementación de materias
primas de menor impacto ambiental debido a que se
trata de la utilización de aditivos en la producción de
bolsas oxobiodegradables que aceleran la degradación
del material, asimismo, es signicativa la disminución
de emisiones contaminantes a la atmósfera, ahorro de
la electricidad y agua en la producción y menor can-
tidad de residuos sólidos que son dispuestos en un re-
lleno sanitario. Adicionalmente, es importante tener en
cuenta que la degradación de las bolsas oxobiodegrada-
bles requiere el cumplimiento de condiciones especí-
cas de luz y temperatura con el n de fragmentarse en
pequeñas partes y posterior metabolización por los mi-
croorganismos, [22] así pues, el uso de bolsas oxobiode-
gradables se considera una alternativa transitoria cuyo
objetivo nal será el cambio de pensamiento social al
cual la compañía ha venido contribuyendo debido a que
cumple con lo establecido en la Resolución 688 de 2016
promoviendo la disminución en el uso de bolsas plásti-
cas por parte de los consumidores mediante el cobro de
estas, siendo un hecho preciso para evitar el consumo
excesivo de plásticos y previniendo que la población no
racionalice la utilización de estos empaques por el corto
período de degradación.
A raíz de lo anterior, desde Green Economy Servi-
ces Colombia se propone continuar la implementación de
este tipo de estrategia, con la diferencia de que se puede
implementar el uso de bolsas de pago a partir de polietile-
no de alta densidad reciclado, de esta manera, el impacto
ambiental negativo se estaría reduciendo en el consumo
de electricidad de fabricación en un 88% y se alcanzaría
una reducción de emisiones del 71% como se demuestra
Figura 7.
Categorías de impacto en la comparación del empaque actual y la alternativa 2
Figura 8.
Categorías de daño en la comparación con el empaque actual y la alternativa 2
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
65
en [23], así mismo, por medio de grácas evidencian mí-
nimos efectos en el potencial de calentamiento global, aci-
dicación y eutrozación con respecto a la producción de
polietileno de alta densidad desde la extracción de ma-
terias primas hasta la fabricación de las bolsas, demos-
trando así el ecodiseño en tres fases del ciclo de vida; la
extracción, manufactura y la disposición nal.
Es por ello que se calcula el indicador de rendimiento
de la Eq. 5 para la estrategia ya ejecutada y se presenta en
la tabla 2 en la cual se visualiza su magnitud para las bol-
sas fabricadas en y las bolsas oxobiodegradable, y la
columna titulada % corresponde al porcentaje de cambio
de la alternativa con respecto al empaque actual. De allí
se puede determinar que los indicadores de rendimien-
to clave no se pueden calcular fácilmente debido a que el
reciclaje y reutilización de las bolsas plásticas en y
oxobiodegradables son conceptos sostenibles que no se
aplican y es necesario recurrir a la literatura para hallar un
dato numérico. No obstante, según los valores obtenidos
si existiese una comunicación asertiva entre los consumi-
dores y las empresas transformadoras de plástico, todas
las bolsas de este tipo podrían ser convertidas en materia
prima para producir más bolsas plásticas u otros objetos
cuyo insumo sea este material. Igualmente, en lo que se
reere a la reutilización el valor consignado en la tabla es
un número de veces estimado que cada bolsa podría ser
reusada, sin embargo, en las bolsas oxobiodegradables hay
que tener en cuenta diversos factores que permitan esta
acción, pues las condiciones del ambiente afectan el pro-
ceso de degradación (ver Tabla 2).
Adicionalmente, se utilizó el soware SimaPro para
comparar tres escenarios de las bolsas de punto de pago en
tres fases del ciclo de vida; manufactura, transporte y dispo-
sición. En este caso se contrastó el uso de una bolsa hecha en
polietileno de alta densidad convencional, una bolsa de po-
lietileno de alta densidad fabricada a partir de plástico reci-
clado (en las grácas estará determinado con el número 1)
y la bolsa oxobiodegradable implementada por Compañía
Pesquera del Mar S.A.S. (se podrá visualizar en las grácas
con el número 2). Es por lo anterior, que el análisis se ejecu-
tó por cada fase del ciclo de vida, en la gura 9 se muestran
las categorías de impacto de los tres escenarios en el proceso
de manufactura y transporte en el cual es evidente los efectos
con relación al transporte ya que en siete de las diez catego-
rías supera el 90% de incidencia, así pues, en la categoría de
sustancias cancerígenas se puede evidenciar un impacto si-
milar entre la manufactura y el transporte, siendo relevante
que la estrategia de utilizar polietileno de alta densidad re-
ciclado para la fabricación de bolsas tiene una disminución
mínima para este impacto, valorando el hecho de que no es
necesario extraer materias primas nuevamente para la pro-
ducción, por lo que el uso de sustancias tóxicas canceríge-
nas se reduce en pequeñas proporciones.
Por otra parte, en la categoría del uso del suelo y mine-
rales se concluye que los impactos generados por ambas
etapas consideradas dentro del ciclo de vida son superio-
res a los daños generados por el transporte, es decir, en
la manufactura de las bolsas de punto de pago se consi-
deran la transformación de hábitats naturales y expan-
sión industrial para la extracción de materias primas,
Tabla 2.
Indicadores de rendimiento clave para la estrategia de Compañía Pesquera del Mar S. A. S
kpi Und Bolsas de pead Bolsas Oxobiodegradables %
Reciclabilidad de los materiales
del envase % 7 0 -100%
Reutilización del envase Veces 4 1 -75%
Figura 9.
Categorías de impacto en la comparación del envase actual y las dos alternativas en la producción y transporte
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
66
los cambios producidos por las tecnologías en la calidad
del suelo, cómo disminuye la fertilidad y funcionalidad
para otros procesos biológicos y el posterior daño a los
ecosistemas, en el caso de los minerales la gráca tiene
tendencias similares y sobresalen los porcentajes para la
alternativa que usa reciclado, siendo este un caso
inesperado ya que esta categoría es donde se tiene en
cuenta la extracción de minerales y combustibles fósiles,
a pesar de ello, puede ser válido el hecho que el
reciclado tenga que ser transportado hasta las empresas
transformadoras de plástico, lo cual incrementa la utili-
zación de recursos fósiles. Asimismo, es importante ana-
lizar la categoría de ecotoxicidad ya que allí hay un im-
pacto mayor en la producción de bolsas con virgen
y las bolsas oxobiodegradables con 37% y 31%, respecti-
vamente, situación similar al de transporte donde las es-
trategias inmediatamente mencionadas alcanzan un 98%
y 95%, debido a que la ecotoxicidad está medida como el
desplazamiento de un contaminante a través de un com-
partimento ambiental entendido como aire, suelo, agua
supercial o agua subterránea por lo que la emisión de
material particulado, compuestos orgánicos volátiles,
óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de
azufre y demás contaminantes producto de los vehículos
es aquello que se ve reejado en la magnitud del impacto
(ver Figura 9).
Ahora bien, en la gura 10 se observan las categorías
de daño, inicialmente se evalúa lo presentado en la salud
humana que es consecuencia de los efectos como cam-
bio climático, disminución de la capa de ozono, radia-
ción ionizante y efectos cancerígenos y respiratorios, de
manera que hay un mayor impacto en el transporte, debi-
do a las razones anteriormente expuestas y en la produc-
ción, al igual que en las categorías de impacto, se observan
porcentajes alrededor del 20% en el que los años de vida
perdidos por enfermedad y la duración de estas están di-
rectamente relacionadas con los problemas respiratorios
producidos por sustancias orgánicas e inorgánicas y las
sustancias cancerígenas. En ese orden de ideas, la calidad
de los ecosistemas está inuenciada por la ecotoxicidad,
acidicación, eutrozación y el uso del suelo, es por ello
que en la producción los impactos no superan el 35% y el
caso de la alternativa con reciclado tiene un impac-
to signicativamente inferior a los demás debido a que las
emisiones de gases y vertimientos industriales, cuando se
fabrica una bolsa a partir de reciclado en compara-
ción con virgen o en su defecto una oxobiodegra-
dables, son mucho menores ya que no se debe partir del
hecho de extraer la materia prima. Es por lo anterior, que
en la categoría de recursos la etapa de producción posee
un mayor impacto con relación al transporte, presentan-
do el mismo escenario que en las categorías de impacto,
donde el uso de reciclado tiene un mayor impac-
to y se le atribuye al transporte adicional a las empresas
transformadoras de plástico para la producción de otros
objetos (ver Figura 10).
Por último, la etapa de disposición al ser modelada en
el soware SimaPro no se observa una variación signi-
cativa debido a que la reciclabilidad de las bolsas en Co-
lombia es relativamente baja, como se pudo observar en
el índice de rendimiento clave, por consiguiente, luego de
que las bolsas de punto de pago se utilizan un par de ve-
ces se disponen, llegando a un relleno sanitario donde tar-
dan en degradarse aproximadamente 150 años en el caso
de las bolsas convencionales ya sea fabricadas de
virgen o reciclado, no obstante, es para la bolsa oxobio-
degradable una ventaja sobre las otras dos que su tiempo
de degradación sea mucho menor, el cual tarda doce me-
ses en cumplir con este proceso bajo condiciones ideales
y según la información del proveedor de Compañía Pes-
quera del Mar S.A.S en un sitio de disposición nal de
este tipo la eliminación del material cumple con este pe-
ríodo, a pesar de ello, en el instrumento tecnológico no
fue posible diferenciar el tiempo de degradación del ma-
terial siendo esto un impedimento para mostrar las grá-
cas en el presente estudio.
Figura 10.
Categorías de daño en la comparación del envase actual y las dos alternativas en la producción y transporte
Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
67
4.
La selección de estrategias de ecodiseño para envases
y empaques se lleva a cabo en función de los materiales
empleados en el envase primario, secundario o tercia-
rio; sus dimensiones, peso y funcionalidad se denen de
acuerdo con el escenario actual ya que allí se presentan las
problemáticas relacionadas con el impacto ambiental que
generan como en la extracción de recursos naturales o la
disposición nal. De esta manera, se reconocen las etapas
del ciclo de vida de cada envase y empaque con el n de
formular objetivos dirigidos a la aplicación de economía
circular, sin olvidar las metodologías de evaluación que
posteriormente facilitarán la elección de una alternativa
sostenible, como lo son los indicadores de rendimiento
clave y las categorías daño-impacto del soware SimaPro.
Por consiguiente, una vez analizadas las alternativas de
Pesquera Mar Adentro por medio de los indicadores de
rendimiento clave y la visualización de los impactos gene-
rados en SimaPro se puede concluir que la Alternativa 1
es una opción sencilla de implementar y a pesar de que no
trae grandes benecios ambientales estaría constituyén-
dose como una ventaja económica, en principio, porque
el personal que empaca el producto tardaría menos tiem-
po, reejándose en la productividad de la empresa y en la
compra de cajas de cartón. Por el contrario, la alternativa
2 involucra cambios importantes para el medio ambiente,
lo que conlleva a brindar un valor agregado a la empresa
por la preservación de los recursos naturales, la calidad de
los ecosistemas y la salud pública, fomenta el aprovecha-
miento de los materiales y evita el uso de otros perjudicia-
les tanto en su producción como disposición, así mismo,
se obtienen benecios en términos monetarios ya que se
elimina el uso de poliestireno expandido y las tres cajas de
cartón (dos cajas para doce latas de carne de jaiba y una
caja para contener estas dos), cambiando por una única
caja, la cual además de cumplir con la refrigeración del
producto, tiene un tiempo de empaque menor.
En lo que se reere a la empresa Compañía Pesque-
ra del Mar S.A.S, se pueden visualizar varios aspectos
de disminución de impactos según las alternativas que se
planteen, para ello se debe tener en cuenta cuáles de las
estrategias tienen una mayor incidencia y jerarquizar las
categorías a partir de los aspectos clave que la empresa
desee mejorar. De modo que, cambiar de bolsas de pun-
to de pago en a bolsas oxobiodegradables constituye
un benecio para las etapas de manufactura y transporte
ya que la utilización de menor cantidad de materia prima
plástica favorece el cuidado de los ecosistemas y la salud
pública; no obstante, la problemática principal es el des-
tino de los productos, realmente debe existir un cambio
de pensamiento en cuanto al consumo y la decisión que
el consumidor toma una vez que naliza la vida útil de
aquello que compró.
Por lo dicho anteriormente, el reto de las empresas
que aún optan por emplear bolsas de punto de pago de
pocos usos es informar a sus clientes la posibilidad de
reciclar las bolsas que adquieren, de esta forma, la res-
ponsabilidad es compartida y tanto el usuario como la
compañía pueden ejercer el concepto de economía circu-
lar al cual se requiere hacer una transición, esto implica la
identicación de organizaciones que recolectan estos pro-
ductos y sean conducidos a un sitio de transformación; en
ese sentido, utilizar bolsas de punto de pago fabricadas a
partir de reciclado permite cerrar el ciclo del plás-
tico, sin necesidad de extraer materias primas que, ade-
más de contaminar en la etapa de manufactura, pueden
tener una incidencia mayor al momento de disponerlas
como se observaba en las categorías de impacto y daño.
Por consiguiente, para Compañía Pesquera del Mar
S.A.S, continuar con el uso de bolsas oxobiodegradables
es una opción válida ya que como se observó hay una dis-
minución en los impactos, de manera que debe tener co-
nocimiento de las futuras directrices de las autoridades
ambientales en materia del tipo de plástico actualmente
empleado, y si se hace necesario evaluar la viabilidad de
utilizar bolsas plásticas producidas con material recicla-
do, no solo para evitar la extracción de materias primas,
sino buscar estrategias que promuevan en sus consumi
-
dores la recolección de estos empaques, donde las perso-
nas que compren productos de esta compañía únicamente
adquieran bolsas de punto de pago si es realmente nece-
sario, de lo contrario el uso de una bolsa plástica menos
coopera en la disminución de impactos negativos en el
ambiente a lo largo del ciclo de vida.
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Ecodiseño de Envases y Empaques como Estrategia para la Disminución de Impactos Ambientales Negativos
REVISTA INGENIO
Kevin Alexander Ortiz Santiana | Universidad Tecnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4225 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
e integration of distributed generation in microgrids oers a renewable alternative to conventional
generation with improved power quality and reduced energy losses. However, microgrids also pose new
technological challenges such as the coordination of electrical protection measures against short-circuit
currents and uctuations in the bidirectional energy ow. is research measures load and generation
operating conditions to determine the best settings and overcurrent protection for microgrids. Simula-
tions were developed for four dierent cases: synchronous generator bus, wind generation bus and solar
generator bus 1 and 2, separate three-phase faults were caused in each bus to which each generator was
connected, thus obtaining the operating curve of each relay and the process of disconnecting said bar.
La integración de la generación distribuida en microrredes ofrece una alternativa renovable a la genera-
ción convencional con una calidad de energía mejorada y pérdidas de energía reducidas. Sin embargo,
las microrredes también plantean nuevos retos tecnológicos, como la coordinación de medidas de pro-
tección eléctrica ante corrientes de cortocircuito y uctuaciones en el ujo de energía bidireccional. Esta
investigación mide las condiciones de operación de la carga y generación para determinar los mejores
ajustes y protección contra sobrecorriente para microrredes. Se desarrollaron simulaciones para cuatro
casos diferentes: barra del generador sincrónico, barra de generación eólica y barra del generador solar
1 y 2, se provocaron fallas trifásicas separadas en cada barra a la que estaba conectado cada generador,
obteniendo así la curva de funcionamiento de cada relé y el proceso de desconexión de dicha barra.
1.
Hoy en día, en el mercado eléctrico se escucha el con-
cepto de microrredes, el cual es una serie de generadores
de cargas y almacenamiento de energía que forman una
pequeña red, que se puede conectar a una red conven-
cional u operar en modo isla, es decir, sin conexión a la
red eléctrica.
La creciente demanda de energía eléctrica y la predis-
posición a reducir los gases de efecto invernadero que
aportan al calentamiento global exigen la integración de
fuentes de energía renovables como la eólica y la solar
a través de la generación distribuida; los usuarios ya no
son solo una carga en la red, sino que pueden aportar
Received: 7/11/2022
Accepted: 7/12/2022
Distributed generation, micro network,
island mode, protection.
Generación distribuida, microred,
modo isla, protección.
Análisis de Protecciones Eléctricas de Microgrids Modo Isla con Elevada
Penetración de Energías Renovables no Convencionales
Analysis of Electrical Protections of Island Mode Microgrids with High Penetration of
Non-Conventional Renewable Energies
70
energía a la misma, reduciendo así las pérdidas de elec-
tricidad y la contaminación [1] que se produce al generar
energía eléctrica a partir de fuentes de energía fósiles.
En el presente proyecto se realiza la simulación en el sof-
tware Power Factory DigSilent de un caso de estudio en
el cual se efectúa el análisis de ujo de carga, análisis de
cortocircuito en las barras donde se encuentran conecta-
das las fuentes de generación y una simulación dinámica
de cortocircuito en las barras previamente mencionadas,
con la nalidad de obtener criterios de protección de
sobrecorrientes y vericar el comportamiento de la fre-
cuencia del sistema frente a dichas contingencias.
1.1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
1.1.1. ¿Qué es una microrred?
Una de las grandes ventajas de la red es que la gene-
ración se encuentra cerca de la carga, eso signica que se
optimiza las pérdidas de energía. De manera similar, si
Figura 1.
Caso de estudio
Análisis de Protecciones Eléctricas de Microgrids Modo Isla con Elevada Penetración de Energías Renovables no Convencionales
Sin embargo, debido a la imprevisibilidad de la ener-
gía renovable, el ujo bidireccional y las corrientes de cor-
tocircuito variables que exhiben las barras de generación
distribuida complican enormemente la operación y pro-
tección del sistema. Esta es la razón por la que la pro-
tección de circuitos eléctricos tradicional no funciona
correctamente [2].
Las fallas, tanto grandes como pequeñas, en el siste-
ma eléctrico, provocan importantes pérdidas económicas
que afectan directamente la calidad de vida de las perso-
nas. Por este motivo, se requiere un estudio exhaustivo de
los dispositivos de protección eléctrica. Los estudios sobre
la protección de las microrredes son de gran interés para
mejorar la conabilidad considerando el uso de energías
renovables, ya que pueden operar en islas con solo gene-
ración distribuida, pero esto implica que los componen-
tes de las microrredes necesitan un control para asegurar
los niveles de voltaje, frecuencia, potencia activa y reacti-
va en valores nominales [3].
Una microrred es una red eléctrica inteligente que ope-
ra sobre una red de distribución, o sin esta, este tipo de
sistemas contribuyen a la conabilidad y eciencia de
los servicios eléctricos en zonas remotas, además de que
ayudan a mantener un ujo activo de energía [4].
71
Ortiz K.
En la gura 1 se muestra el caso de estudio que co-
rresponde una microrred modo isla de 7 barras, posee
una topología mixta, una parte es radial y otra en anillo
(ver Figura 1).
1.1.2. Protecciones en una microrred
Varios autores [6], [7], [8] destacan qué, para implemen-
tar una estrategia de protección, es necesario considerar los
efectos de corriente de cortocircuito que tienen los distintos
generadores, dependiendo del estado de operación del siste-
ma (conectado a la red como modo o modo isla).
1.1.3. Generación distribuida
La generación distribuida se compone de fuentes de
energía renovables convencionales o no convencionales,
es la cooperación de suministrar energía a través de la
interacción con una red local o una red convencional.
El sistema ya tiene una operatividad diferente, con
múltiples barras que actúan como carga y generación, la
inyección de corriente en el sistema reduce las pérdidas
debido a la transferencia de energía, además si se inyec-
tan reactivos mejora el factor de potencia y eso ayuda a
mejorar el perl de tensión del sistema de distribución
[9] (ver Figura 2).
1.1.4. Operación de la microrred en modo isla
Esto es posible si la generación distribuida es lo su-
cientemente grande como para cubrir las demandas de
energía y las pérdidas de energía en la red [9]. Debido
a que existe un ujo diferente de energía en este modo
de operación en comparación con el modo de operación
conectado a la red, solo hay una contribución de corrien-
te de cortocircuito proporcionada por energía renovable,
lo que hace que sea mucho más complicado coordinar la
protección eléctrica de la red.
2. M
La implementación de energía distribuida en las micro-
rredes es una oferta muy beneciosa para el mercado
eléctrico, ya que es una propuesta renovable y limpia,
pero la misma naturaleza de estas fuentes de energía,
además de la tecnología necesaria para poder utilizarlas
presenta desafíos técnicos muy grandes, entre ellos está
la protección del sistema [5], [10], [11]; para el caso de
estudio se plantea la simulación de [9], sin considerar la
red eléctrica convencional, además de añadir un peque-
ño generador síncrono en la barra 2 y una carga 1 en la
barra 1; en este estudio se aborda el análisis de curvas de
relés frente a fallas trifásicas individuales en las barras
donde se encuentran conectados generadores, además
de vericar el estado de la red con un ujo de carga y
comprobar la frecuencia mediante una simulación diná-
mica frente a las fallas anteriormente mencionadas.
2.1. DESARROLLO
2.1.1. Estudio de ujo de carga
Los criterios considerados para desarrollar el ujo de
potencia en el circuito de caso de estudio: la red podrá
abastecer las cargas, la red debe mantener continuidad
del servicio ante la existencia de falla de algún elemento
del sistema, no se aceptan sobrecargas en los elementos
de la red, el nivel de voltaje no debe exceder al 5%.
Figura 2.
Esquema de una microrred operando en modo isla
falla la red principal, la microrred puede operar en modo
isla, sin necesidad de perder el suministro de electividad
y así satisfacer la demanda [1].
Se propuso una protección de sobrecorriente con dife-
rentes curvas de operación del relé, y uno de los enfoques
principales en este estudio fue modicar este documento
para que el esquema de protección pueda generalizarse
ante diferentes escenarios de operación [5].
72
La gura 3 presenta el estado de la microrred en el mo-
mento de ejecutar el ujo de potencia a la misma (ver
Figura 3).
2.1.2. Estudio de cortocircuitos
En un sistema eléctrico, cualquier evento que interrum-
pa el ujo normal de energía se lo conoce como falla,
la más grave es la simétrica o también conocida como
falla trifásica, pero lo más común es que existan fallas
asimétricas.
El resultado de estas fallas provoca: ujos no desea-
dos de corriente, corrientes que podrían dañar equipos
y producir armónicos en la red entre los más relevantes.
El estudio de cortocircuito considera las condiciones
de falla más relevantes en la microrred que serían fallas
trifásicas en las barras donde se encuentran conectados
los generadores, es así que la tabla 1 plantea los escena-
rios de operación (ver Tabla 1).
2.1.3. Primer escenario de operación
La gura 4 muestra la falla trifásica en la barra 2, además
de la ubicación del relé que desconecta el generador que
aporta a la falla (ver Figura 4).
2.1.4. Segundo escenario de operación
La gura 5 muestra la falla trifásica en la barra 5, además
de la ubicación de los relés que desconecta al generador
de la red (ver Figura 5).
2.1.5. Tercer escenario de operación
La gura 6 muestra la falla trifásica en la barra 4, además
de la ubicación del relé que desconecta al generador de la
red (ver Figura 6).
2.1.6. Cuarto escenario de operación
La gura 7 muestra la falla trifásica en la barra 6, además
de la ubicación del relé que desconecta al generador de la
red (ver Figura 7).
2.1.7. Simulación dinámica
La gura 8 presenta eventos de cortocircuito trifásicos en
las barras donde se encuentran conectados generadores,
con la nalidad de observar algún tipo de transitorio en
la frecuencia (ver Figura 8).
Figura 3.
Flujo de potencia en la microrred
Figura 4.
Ubicación de la falla trifásica y relé de desconexión
Tabla 1.
Escenarios de operación denidos para el caso de estudio
Escenario de operación Generador 1 Generador eólico
Generador fotovoltaico 1
Generador fotovoltaico 2
1 Cortocircuito
2 Cortocircuito
3 Cortocircuito
4 Cortocircuito
Nota. Las fallas se efectúan en las barras donde se encuentran conectados los generadores.
Análisis de Protecciones Eléctricas de Microgrids Modo Isla con Elevada Penetración de Energías Renovables no Convencionales
73
Ortiz K.
3. R
3.1. RESULTADO DEL ESTUDIO DE FLUJO DE CARGA
La tabla 2 muestra los voltajes en p.u. de las barras de la mi-
crorred correspondiente al caso de análisis (ver Tabla 2).
El perl de voltaje en todas las barras de la microrred
se encuentra en un margen tolerable, ya que los valores
mostrados en p.u. no sobrepasan del 4% en caídas de vol-
taje. La tabla 3 presenta la cargabilidad de los elementos
de la microrred (ver Tabla 3).
3.2 RESULTADO DEL PRIMER ESCENARIO
En la gura 9 se puede evidenciar la solución de curvas para
el generador que está conectado a la barra 2 (ver Figura 9).
El relé opera a corriente de falla con un valor de 2646,56
A con un tiempo de operación 35 ms.
3.3. RESULTADO DEL SEGUNDO ESCENARIO
En la gura 10 se puede evidenciar la solución de curvas
para el generador que está conectado a la barra 5 (ver
Figura 10).
El relé que opera en la barra 1 censa una corriente de
falla de 734,12 A con un tiempo de operación de 0,573 s,
además del relé que opera en la barra 4, censa un valor
de 1430,63 A con un tiempo de operación de 0,035 s, es
evidente notar que la corriente en la barra 4 duplica en
valor a la barra 1.
3.4. RESULTADO DEL TERCER ESCENARIO
En la gura 11 se presenta la solución de curvas para el
generador que está conectado a la barra 4 (ver Figura 11).
El único aporte hacia la falla en la barra 4 corresponde
a la barra 3, cuyo relé censa una corriente de falla de 1
827,96 A y opera en un tiempo de 0,628 s.
Figura 5.
Ubicación de la falla trifásica y relés de desconexión
Figura 7.
Ubicación de la falla trifásica y relé de desconexión
Figura 6.
Ubicación de la falla trifásica y relé de desconexión
Figura 8.
Eventos de simulación dinámica
Barra7
0,0
0,00
0,0
Barra6
0,0
0,00
0,0
Barra5
0,4
0,04
-3 4 ,6
Barra4
43,9
2,304
5,006
Barra3
1,0
0,09
-4 3 ,4
Barra2
2,4
0,22
-4 0 ,5
Barra1
1,2
0,11
-3 1 ,1
SG
~
G1
43,9
2,304
0,000
L1
~
PV2
0,0
0,000
0,000
~
PV1
0,0
0,000
0,000
G enerador eolico
0,0
0,000
0,000
L3
Linea6_7
0 ,0
0,0
0,000
0,000
0,0
0,000
0,000
Linea 4_6
0,0
0,0
0,000
0,000
0,0
0,000
0,000
L2
Linea5_4
0 ,0
9,0
0,472
0,000
9,0
0,472
1,025
Linea 3_4
0,0
35,0
1,837
0,000
35,0
1,837
3,990
Linea 1_5
0,0
9,0
0,472
0,000
9,0
0,472
0,000
Linea2_3
0 ,0
35,0
1,837
0,000
35,0
1,837
0,000
Linea1_2
0 ,0
9,0
0,472
0,000
9,0
0,472
0,000
DIgS ILE NT
74
Figura 10.
Curva de protección del segundo escenario
Figura 12.
Curva de protección del cuarto escenario
Figura 11.
Curva de protección del tercer escenario
1000 10000 100000[pri.A]
0,01
0,1
1
10
[s]
11,00 kV
Barra3\Cub _2\R_B3
I =1836,669 pri.A
0.622 s
1827.966 pri.A
0.628 s
Time-Over current Plot
Date: 11/6/2022
Annex:
DIgSILENT
Figura 13.
Frecuencia en barras de la microrred
Análisis de Protecciones Eléctricas de Microgrids Modo Isla con Elevada Penetración de Energías Renovables no Convencionales
75
Ortiz K.
3.5. RESULTADO DEL CUARTO ESCENARIO
En la gura 12 se presenta la solución de curvas para el
generador que está conectado a la barra 6. (ver Figura 12)
El relé de la barra 4, censa una corriente de falla de 2
081,56 A en un tiempo de operación de 0,545 s, la barra
7 no brinda aporte a la falla trifásica puesto que es una
barra de carga.
3.6. RESULTADO DE LA SIMULACIÓN DINÁMICA
La importancia que tiene el mantener la frecuencia de la
red dentro de una banda tolerable es de mucha impor-
tancia, es así que se ha efectuado una simulación diná-
mica en el dominio del tiempo para determinar la afec-
tación que existe en la frecuencia de la red.
La gura 13 muestra el comportamiento de la frecuencia
en las barras de la microrred (ver Figura 13).
Es notable que la frecuencia de las barras se mantie-
ne constante a pesar de que existe contingencias, todas las
barras mantienen la frecuencia nominal de 60Hz, por lo
que la gráca nos muestra una sola línea constante que se
entiende por la superposición del resto de curvas de las
barras que no se puede observar.
4.
·
Se implementó un modelo de microrred para probar
diversas dicultades, como pequeñas corrientes de cor-
tocircuito o ujos de energía bidireccionales.
·
Para todos los escenarios de operación se desarrolló un
estudio de cortocircuito, en el cual se vericó la dife-
rencia en las magnitudes de corriente de cortocircuito
de los diferentes escenarios.
·
El nivel de cortocircuito de las microrredes está muy re-
lacionado con la tecnología del inversor que se utiliza en
ellas, ya que se trata de un limitado aporte de corriente.
[1] F. G.-T. L. V. Carlos Bordonsa, «Gestión óptima de la
energía en microrredes con generación renovable»,
Sciencedirect, vol. 12, .º 2, 2015, pp. 117-132.
[2] J. A. B. Eneko Unamuno, «Hybrid ac/dc microgrids-Part
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[9] S. Ordóñez, «Propuesta de parametrización de protec-
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cargas y generación distribuida».
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tection solutions: promises and challenges», IEEE Power
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o
3, art. .
o
3, may 2021.
: 10.1109/MPE.2021.3057953.
[11] S. C. Vegunta et al., « microgrid protection system de
-
sign challenges: a practical experience», Energies, vol. 14,
.o 7, art. .o 7, ene. 2021, : 10.3390/en14072016.
REVISTA INGENIO
Fernando Rafael Arias Atiaja | Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
Armando Salvador Freire Freire | Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
, (), -, . -
e purpose of the following work is to calculate the top oil and hot spot temperature increases that the
187 MVA power transformer may experience, and to establish the limitations and guidelines within an
acceptable level of operation within the IEEE C57. 91-1995, within the study there is a brief exposition
of the equations used under the standard used, by means of Matlab code the calculation and study of
the dierent scenarios that the load may have, the text presents the behavior gures under 4 operating
conditions such as: normal load, top load, short- and long-term emergency load, through the initial base
load prole of the table C.1 of the IEEE C57.91-1995 standard. In addition, the transformer temperature
behavior due to the incorporation of distributed generation by means of photovoltaic panels and load
increase due to the introduction of electric vehicles to the system is analyzed with reference to the Inov-
Grid project carried out in the country of Portugal.
El siguiente trabajo tiene como nalidad calcular los incrementos de temperaturas top oil y hot spot
que puede experimentar el transformador de potencia de 187 MVA, y establecer las limitaciones y guías
dentro de un nivel aceptable de funcionamiento dentro de la norma IEEE C57.91-1995. Dentro del es-
tudio se realiza una breve exposición de las ecuaciones empleadas bajo la normativa utilizada; mediante
código de Matlab se realiza el cálculo y estudio de los diferentes escenarios que puede tener la carga, se
presenta en el texto las guras de comportamiento bajo cuatro condiciones de operación como son: car-
ga normal, carga superior, carga de emergencia a corto y largo plazo, a través del perl de carga base ini-
cial de la tabla C.1 de la norma IEEE C57.91-1995, además se analiza el comportamiento de temperatura
del transformador debido a la incorporación de generación distribuida mediante paneles fotovoltaicos
e incremento de carga por la introducción de vehículos eléctricos al sistema con referencia al proyecto
InovGrid llevado a cabo en el país de Portugal.
1.
Los estudios sobre cálculo de temperatura de transfor-
madores sumergidos en aceite son muy importantes ya
que estos equipos suelen operar las 24 horas del día, me-
diante un ciclo normal, donde existen uctuaciones a lo
largo del día, sea para carga normal o en sobrecarga pla-
nicada por encima de la placa de identicación.
El cálculo de temperatura en transformadores sirve para
determinar la condición operativa del transformador, a
su vez la temperatura ayuda a determinar el envejeci-
miento del papel aislante.
La capacidad de sobrecarga en transformadores, espe-
cialmente en transformadores de potencia, bajo condiciones
de emergencia del sistema eléctrico, ha sido ampliamente es-
tudiada con procedimientos de cálculo muy precisos, aun
cuando los valores de temperatura alcanzados en el trans-
formador son los únicos parámetros considerados.
Received: 7/11/2022
Accepted: 7/12/2022
Power transformer, normal load, tem-
perature, load increase, electric vehicles,
photovoltaic panels
Transformador de potencia, carga normal,
temperatura, incremento de carga, vehícu-
los eléctricos, paneles fotovoltaicos
https://doi.org/10.29166/ingenio.v5i2.4224 pISSN 2588-0829
2022 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores
Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de Vehículos Eléctricos
Behavior of Top Oil and Hot Spot Temperatures in Oil-Immersed Transformers by Means of
Electric Vehicle Load Input
La causa de envejecimiento del aislamiento del trans-
formador obedece a diversos factores, como el diseño, el
historial de carga, la calidad del material aislante, la tem-
peratura (devanado ambiente y aceite), eciencia y man-
tenimiento del sistema de refrigeración [1].
77
Se proporciona un método alternativo que requiere
un procedimiento de cálculo por computadora, el méto-
do produce una mayor precisión en la capacidad de car-
ga si se utiliza métodos precisos para determinar la carga,
temperatura y modo de refrigeración en funcionamiento.
El propósito es analizar los posibles cambios de tem-
peratura del transformador con una carga denida y sus
cambios, debido a la integración de carga por la inclu-
sión de vehículos eléctricos y, al mismo tiempo, la inyec-
ción de potencia al sistema por generación fotovoltaica.
Con la incorporación de vehículos eléctricos se espe-
ra que la carga del transformador vaya aumentando y, con
la creciente integración de paneles fotovoltaicos, la carga
vaya disminuyendo.
2. M
2.1. ESTIMACIÓN DE VIDA ÚTIL DEL TRANSFORMADOR
2.2. CICLO DE CARGA
2.3. MÉTODO DE CONVERSIÓN DE CICLOS DE
CARGA REALES EN EQUIVALENTES
Un transformador que suministra una carga uctuante
genera una pérdida uctuante y su efecto es casi el mis-
Figura 1.
Ejemplo de ciclo de carga real y ciclo de carga equivalente
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de
Vehículos Eléctricos
La temperatura ambiente también juega un factor im-
portante para determinar la capacidad de carga de un
transformador, los incrementos de carga deben agregar-
se al ambiente para determinar las temperaturas de fun-
cionamiento. Para la clasicación del transformador se
basan en temperatura ambiente promedio de 24 horas
de 30°C [2].
El método empleado para el cálculo de temperatura de
aceite y de los devanados por cambios en la carga está sim-
plicado y no requiere de procedimientos iterativos, donde
dos exponentes representan cambios de pérdida de la carga
y viscosidad del aceite causados por cambios de temperatu-
ra, los valores para los exponentes se determinan mediante
procedimientos de prueba de sobrecarga [3].
La vida útil de un transformador de potencia está esti-
mado de 20 a 35 años, pero podría alcanzar hasta unos
60 años según los mantenimientos correctos, existe una
cierta incertidumbre en relación con la expectativa de
vida y el deterioro progresivo de la máquina de acuerdo
con lo que ofrecen los distintos fabricantes, la vida del
transformador está relacionado con el proceso de degra-
dación de la resistencia mecánica del papel, conocer el
remanente de vida del transformador es un factor im-
portante para la conabilidad del sistema [5] [6].
Cuando el transformador es incapaz de cumplir con sus
funciones de suplir potencia se podría decir que ha llega-
do al nal de su vida útil [5].
Los conceptos que a continuación se explicitarán han
sido tomados siguiendo como referencia las Normas
guide for loading: Std C57-91-1995 [2].
El principio de envejecimiento del aislamiento o de-
terioro es una función temporal de temperatura, el con-
tenido de oxígeno y humedad, aplicando los sistemas de
conservación del aceite, la contribución de oxígeno y hu-
medad al deterioro del aislamiento entonces se puede
minimizar, llegando a denir la temperatura como pará-
metro de control [7] [8].
Además, la intención de este trabajo se ve reejado
a través de la integración de vehículos eléctricos (), y
unidades de micro generación (uG) al sistema, el objeti-
vo es ver cómo se comporta el transformador debido a la
integración de estas unidades de carga y generación [4].Los transformadores operan con ciclos de carga que se re-
piten con un período de 24 horas. Un ciclo típico normal
de carga es el que se muestra en la gura 1, donde se pue-
den observar uctuaciones de carga a lo largo del día [2].
78
Arias F., et al.
mo como el que genera una carga constante promedio
durante el mismo período de tiempo (ver Figura 1).
La carga equivalente, para todo un ciclo diario de car-
ga puede expresarse por intermedio de la eq. 1 siguiente:
(1)
Donde:
L1, L2 son las diferentes etapas de carga en %, por uni-
dad, kVA reales o en corriente de carga.
N es el número total de cargas consideradas en tantos
períodos.
t1, t2 son las duraciones respectivas de estas cargas en
horas.
2.4. EQUIVALENTE CONTINUO DE CARGA PREVIA
La carga previa continua equivalente, es la carga ecaz
obtenida por medio de la eq. 8 en un período elegido del
día. Carga construida para el ciclo de carga real (línea
continua).
Continuos equivalentes por períodos de carga de 12 ho-
ras =
2.5. CÁLCULOS DE TEMPERATURAS
La temperatura del punto caliente (ΘH) viene dado por la
suma de tres condiciones de temperatura en un transfor-
mador de potencia, la extensión del punto más caliente
del devanado sobre el aceite superior (∆ΘH) el incremen-
El cálculo de temperaturas top oil y hot spot se ba-
san en la implementación de las ecuaciones de cálculo de
temperaturas dictadas por la normativa C57.91-1995
mediante el perl de carga.
2.6. COMPONENTES DE LA TEMPERATURA
La temperatura del punto más caliente del bobinado está
dada por la eqs. 2 y 3 [2] [9]:
ΘH=ΘA+∆ΘTO+∆ΘH (2)
Siendo la temperatura de aceite superior:
ΘTO=ΘA+∆ΘTO (3)
Los cálculos de temperatura suponen una temperatura
ambiente constante.
2.7. ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ACEITE SU
PERIOR POR ENCIMA DE LA TEMPERATURA AMBIENTE
La elevación máxima de la temperatura del aceite en un
momento después de un cambio de etapa de carga es
dada por la eq. 4 [2]:
(4)
Para el ciclo de sobrecarga de dos etapas, con una
carga previa equivalente constante, la elevación ini-
cial máxima del aceite se muestra en la eq. 5:
(5)
El valor máximo alcanzado por la temperatura supe-
rior de aceite está dado por la eq. 6:
(6)
La ecuación se utiliza para calcular la elevación de tempe-
ratura del aceite superior para cada etapa de carga.
2.8. CONSTANTE DE TIEMPO DEL ACEITE
La capacidad térmica es dada por la siguiente ecuación
para los modos de enfriamiento y :
C = 0,06 peso del conjunto de núcleo y bobina en libras
+ 0,04 (peso del tanque y accesorios en libras) + 1,33 (ga-
lones de aceite).
C = 0,0272 (peso del conjunto de núcleo y bobina en
kilogramos) + 0,01814 (peso del tanque y accesorios en
kilogramos) + 5,034 (litros de aceite).
C = 0,06 peso del conjunto de núcleo y bobina en libras +
0,06 (peso del tanque y accesorios en libras) + 1,93 (litros
de aceite).
C = 0,0272 peso del conjunto de núcleo y bobina en li-
bras + 0,0272 (peso del tanque y accesorios en kilogra-
mos) + 7,305 (litros de aceite).
El peso a considerar para la cuba y radiadores es de
todo aquel material ferroso en contacto con el aceite.
La constante de tiempo del aceite superior para car-
ga nominal resulta por la eq. 7, [2] entonces:
(7)
Y la constante de tiempo para el aceite máximo viene
dada por la eq. 8:
(8)
Para el análisis de ciclos de carga en múltiples etapas con
una serie de intervalos de corto tiempo, se usa la eleva-
ción máxima de aceite al nal de la etapa previa de carga
como elevación inicial de la temperatura de aceite supe-
rior para el cálculo de la siguiente etapa de carga [9] [10].
to del aceite sobre la temperatura ambiente (∆ΘTO) y la
temperatura ambiente (ΘA) [9].
El método para el cálculo de temperaturas del aceite
y del bobinado presentado a continuación para el caso de
cambios en el ciclo de cargas es simplicado y no requiere
procesos iterativos. Los exponentes m y n utilizados res-
ponden a los cambios en la pérdida de carga y en la visco-
sidad del aceite causadas por cambios de temperatura [2].
79
(9)
2.9. ELEVACIÓN EN LOS PUNTOS CALIENTES DE LOS
BOBINADOS
El gradiente de temperatura transitoria en los puntos
más calientes del bobinado por encima de la temperatura
del aceite superior está dado por la eq. 10:
(10)
El valor inicial del punto más caliente por encima del
aceite superior muestra la eq. 11:
(11)
Y la elevación extrema del punto más caliente por enci-
ma del aceite máximo está dada por la eq. 12:
(12)
Y el valor nominal del punto más caliente sobre el aceite
máximo viene dado por la eq. 13:
(13)
2.10. EXPONENTES UTILIZADOS EN LAS ECUACIO
NES DE TEMPERATURA
Los exponentes sugeridos para ser utilizados en las ecua-
ciones de elevación de temperatura son los indicados en
[2], tabla 5.
2.11. AJUSTE DE LOS DATOS DE TEST PARA DIFE
RENTES POSICIONES DE
Si se desea ajustar los datos de los informes de tests para
la operación en una posición de tap sin carga distinta a la
que se reportó el ensayo de calentamiento, pueden usarse
las ecuaciones 14, 15 y 16 para obtener los datos ajustados.
(14)
Elevación de temperatura del punto más caliente:
(15)
Finalmente, la constante de tiempo con carga nominal
de tap es:
(16)
2.12. CARGA DE LOS TRANSFORMADORES DE PO
TENCIA
Como dijimos al comienzo, toda sobrecarga puede expo-
ner el aislamiento a temperaturas mayores a las especi-
cadas por el fabricante.
La Std C57.91-1995 ha denido 4 tipos diferen-
tes de condiciones de carga, por encima de las especi-
caciones de placa.
2.13. LIMITACIONES DE TEMPERATURA
En la tabla 6 de [2] se muestran los valores sugeridos por
la Std C57.91.1995 para los límites de temperaturas
y cargas para sobrecargar un transformador por encima
de los límites de placa.
En la tabla 7 de [2] se dan valores sugeridos de lími-
tes de temperatura que ocasionan una pérdida razonable
de vida para los cuatro tipos de carga.
Los límites sugeridos de temperatura que dan una
pérdida de vida razonable para los cuatro tipos de carga
se dan en la tabla 8 de [2].
2.14. GENERACIÓN DISTRIBUIDA Y VEHÍCULOS
ELÉCTRICOS
2.15. IMPACTO DE LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS A
LA RED
Entre los impactos más signicativos desde la red eléctri-
ca esta las caídas de tensión, congestión de líneas e incre-
mento de pérdidas en el sistema de distribución, sobre-
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de
Vehículos Eléctricos
En la deducción de la eq. 8, se parte de la hipótesis de que
la elevación extrema de la temperatura de aceite ∆ΘTO
es directamente proporcional con la pérdida de calor q,
es decir;
Cuando n=1, el 63% del cambio de temperatura ocurre
en un lapso igual a la constante de tiempo sin importar
la relación entre la elevación de la temperatura inicial y
la elevación extrema de la temperatura. Cuando n no es
igual a 1, entonces el cambio de temperatura en un inter-
valo de tiempo similar será diferente, dependiendo tanto
de la elevación inicial de la temperatura como de la tem-
peratura extrema [2].
La generación distribuida es la energía directamente co-
nectada a la red de distribución o al consumidor, utili-
zando diversas fuentes de energía [11].
La integración de distintas áreas o disciplinas es muy im-
portante, como el transporte y la electricidad con el n de lo-
grar un desarrollo sostenible en el tiempo representando un
gran reto para los sistemas de potencia y distribución [12].
La posibilidad de disponer fuentes nuevas de energías
en la red de distribución, además de la inclusión masiva
de vehículos eléctricos genera nuevos desafíos en el dise-
ño, operación y gestión del transformador de distribución,
requiere de una modernización de las redes eléctricas [13].
80
Arias F., et al.
2.16. IMPACTO EN ESCENARIOS DE MOVILIDAD
ELÉCTRICA
Estudios indican soluciones técnicas de optimización
difusa que proporcionan una tasa de carga diferente para
estas condiciones, esto ahorra energía y hace que el negocio
de vehículos eléctricos sea más rentable para el propietario.
Se asegura que la combinación de producción de ener-
gías renovables y la inserción de vehículos eléctricos des-
empeñan un papel importante en esta perspectiva.
Entonces se plantea la electromovilidad como un
tema de prioridad, esto obliga al despliegue de puntos de
carga a lo largo y ancho de la región y, con el n de tener
una perspectiva futura, se debe adoptar ciclos de prue-
ba para vehículos ligeros y así derivar la función de con-
sumo, además de prever la importancia en investigación
de escenarios futuros de movilidad de vehículos eléctri-
cos con la nalidad de reubicar demandas de energía y así
evitar que se supere la capacidad de la red, sobre todo la
capacidad del transformador.
3. R
Para la resolución de cálculo de temperaturas se utiliza el
soware Matlab, mediante código se procede a plasmar las
diferentes ecuaciones mostradas en teoría y mostrar los
resultados y grácos correspondientes a cada uno de ellos.
Siguiendo la metodología descrita anteriormente, en
esta sección se presentan los resultados de cálculo e ilus-
traciones de los incrementos de carga de acuerdo al ejem-
plo mostrado en la norma C57.91-1995.
La normativa contempla el perl de carga de un trans-
formador de 187 que esté sujeto a varios cambios de
carga para las siguientes condiciones de operación:
· Carga normal (Normal load)
· Carga superior al valor nominal ()
· Carga de emergencia de largo plazo ()
· Carga de emergencia de corto plazo ()
3.1. CARGA NORMAL NORMAL LOAD
Con base en el perl de carga entregado por la normativa
C57.91-1995 Tabla C.1, se obtienen los siguientes
datos (ver Tabla 1).
La gura 2 muestra el perl de carga en estado nor-
mal de operación, caso base de estudio inicial que se toma
Figura 2.
Perl de carga en estado normal de operación
Figura 3.
Curvas de temperatura top oil y hot spot en estado normal de operación
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Carga (p.u.)
PERFIL DE CARGA
Perfil de carga
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
50
55
60
65
70
75
80
85
Tempratura (°C)
TOP OIL & HOT SPOT
Top oil
Hot spot
cargas en el transformador y modicación de la curva de
demanda [14].
El envejecimiento acelerado del transformador por
carga de vehículos eléctricos depende del aislamiento, el
mismo que tiene una estrecha relación con la temperatu-
ra de operación, al efectuar su incorporación su nivel de
carga va aumentando, hasta superar su límite de poten-
cia y si no se tiene el acompañamiento de un sistema ade-
cuado de gestión de recarga puede ocasionar además de
otros elementos del sistema el porcentaje de pérdida de
vida útil del transformador [15].
Los vehículos eléctricos prometen un campo de inves-
tigación exhaustiva en la ingeniería, integrado al acre-
centamiento de consumo, en países en vías de desarrollo
como países del sur de Asia se aprecia el uso de vehículos
eléctricos de baterías similares a la bicicleta eléctrica y el
auto Rick Shaw [16].
Debido a la gran demanda de consumo eléctrico que
esto genera y la rápida inserción de esta tecnología, se re-
cargan con frecuencia desde las conexiones domésticas,
debido a que las estaciones de carga no son sucientes,
esto hace que existan mayores pérdidas en todo el sistema
eléctrico y disminuya la vida útil del transformador [16].
Mientras que en países del sur del continente euro-
peo consideran que el reducir energía primaria, conta-
minantes atmosféricos tóxicos al aire y gases de efecto
invernadero es un reto que tiene la sociedad y es uno de
los problemas graves que afectan a la humanidad [17].
El incremento en la utilización de combustibles alter-
nos como biodiésel o electricidad y la última generación
en motores de vehículos eléctricos representan una estra-
tegia importante de emisiones y consumos [18].
81
en cuenta para la incorporación de generación distribui-
da con paneles fotovoltaicos y carga de vehículos eléctri-
cos (ver Figura 2).
Utilizando las ecuaciones mencionadas anteriormente
en la sección cálculo de temperaturas se procede, median-
te código realizado en programación Matlab, a calcular las
temperaturas top oil y hot spot para carga normal, obtenien-
do los siguientes resultados para una temperatura ambien-
te de 30 °C (ver Tabla 2) top oil & hot spot - carga normal.
Además, se visualiza (ver Figura 3) las curvas de tem
-
peratura top oil y hot spot calculadas para la carga nor-
mal de operación.
3.2. CARGA SUPERIOR AL VALOR NOMINAL
En la gura 4 se muestra el perl de carga en base al in-
cremento de carga al valor nominal (ver Figura 4).
De la misma forma, se procede al respectivo cálcu-
lo, correspondiente al perl de carga entregado para este
caso de estudio, obteniendo los siguientes resultados (ver
Tabla 2) top oil & hot spot - .
En la gura 5 se puede apreciar el incremento de tempe-
ratura considerable por encima de los 100 °C en hot spot
y cercano a los 70 °C en top oil debido al incremento de
carga prolongado de 12 horas superior a la carga 1 p.u.
del caso de estudio (ver Figura 5).
3.3. CARGA DE EMERGENCIA DE LARGO PLAZO
En la gura 6 se observa el incremento de carga de largo
plazo de aproximadamente de siete horas menor al caso
(ver Figura ).
De la misma forma, se procede al respectivo cálcu-
lo correspondiente al perl de carga entregado para este
caso de estudio, obteniendo los siguientes resultados (ver
Tabla 2) top oil & hot spot - .
Podemos visualizar en la gura 7 las temperaturas de
hot spot aumentan su valor al caso , pero disminu-
ye el tiempo a 4 horas los valores picos de temperatura
(ver Figura 7).
Tabla 1.
Ciclos de carga y aumentos de temperatura para un transformador de 187
CARGA NORMAL PLBN LTE STE
Hora
C a r g a
(p.u.)
∆Θto
(°C)
∆Θto
(°C)
∆ΘH
(°C)
ΘH (°C)
C a r g a
(p.u.)
∆Θto
(°C)
∆ΘH
(°C) ΘH (°C)
C a r g a
(p.u.)
∆Θto
(°C)
∆ΘH
(°C) ΘH (°C)
C a r g a
(p.u.)
∆Θto
(°C)
∆ΘH
(°C) ΘH (°C)
1 0,68 29,94 29,94
13,22
73,20 0,86 43,78 21,15 94,90 0,86 45,23 21,15 96,40 0,86 45,54 21,15 96,70
2 0,61 27,42 27,42
10,64
68,10 0,77 39,85 16,96 86,80 0,77 40,94 16,96 87,90 0,77 41,17 16,96 88,10
3 0,58 24,86 24,86 9,62 64,50 0,73 35,82 15,24 81,10 0,73 36,63 15,24 81,90 0,73 36,81 15,24 82,10
4 0,55 22,67 22,67 8,65 61,30 0,69 32,35 13,62 76,00 0,69 32,96 13,62 76,60 0,69 33,09 13,62 76,70
5 0,53 20,78 20,78 8,03 58,80 0,67 29,33 12,84 72,20 0,67 29,78 12,84 72,60 0,67 29,88 12,84 72,70
6 0,52 19,20 19,20 7,73 56,90 0,66 26,86 12,46 69,30 0,66 27,20 12,46 69,70 0,66 27,27 12,46 69,70
6 0,52 18,14 19,20 7,73 56,90 0,66 26,86 12,46 69,30 0,66 26,86 12,46 69,30 0,66 26,86 12,46 69,30
7 0,55 17,14 17,94 8,65 56,60 0,69 24,91 13,62 68,50 0,69 24,91 13,62 68,50 0,69 24,91 13,62 68,50
8 0,61 16,63 17,23
10,63
57,90 0,77 23,75 16,96 70,70 0,77 23,75 16,96 70,70 0,77 23,75 16,96 70,70
9 0,70 16,76 17,21
14,01
61,20 0,88 23,74 22,15 75,90 0,88 23,74 22,15 75,90 0,88 23,74 22,15 75,90
10 0,79 17,74 18,07
17,85
65,90 1,00 25,08 28,60 83,70 1,00 25,08 28,60 83,70 1,00 25,08 28,60 83,70
11 0,85 19,47 19,71
20,66
70,40 1,07 27,76 32,74 90,50 1,07 17,76 32,74 90,50 1,07 27,76 32,74 90,50
12 0,90 21,49 21,67
23,17
74,80 1,13 30,85 36,52 97,40 1,13 30,85 36,52 97,40 1,13 30,85 36,52 97,40
13 0,93 23,66 23,79
24,74
78,50 1,17 34,14 39,15 103,30 1,29 34,14 39,15 103,30 1,92 34,14 39,15 103,30
14 0,96 25,69 25,79
26,36
82,20 1,21 37,29 41,87 109,20 1,33 39,48 50,59 120,10 1,33 46,76 50,59 127,40
15 0,98 27,64 27,71
27,47
85,20 1,23 40,36 43,27 113,60 1,36 44,27 52,90 127,20 1,36 49,73 52,90 132,60
16 0,99 29,39 29,44
28,03
87,50 1,25 43,03 44,69 117,70 1,38 48,46 54,47 132,90 1,38 52,55 54,47 137,00
17 1,00 30,84 30,88
28,60
89,50 1,26 45,40 45,41 120,80 1,39 52,01 55,26 137,30 1,39 55,07 55,26 140,30
18 1,00 32,08 32,11
28,60
90,70 1,26 47,36 45,41 122,80 1,39 54,87 55,26 140,10 1,39 57,17 55,26 142,40
19 0,98 33,01 33,03
27,47
90,50 1,23 48,83 43,27 122,10 1,23 57,02 55,26 142,30 1,23 58,74 55,26 144,00
20 0,97 33,41 33,43
26,91
90,30 1,22 49,38 42,57 122,00 1,22 55,52 42,57 128,10 1,22 56,81 42,57 129,40
21 0,94 33,57 33,58
25,27
88,90 1,18 49,61 39,82 119,40 1,18 54,21 39,82 134,00 1,18 55,18 39,82 125,00
22 0,90 33,26 33,27
23,17
86,40 1,13 49,07 36,52 115,60 1,13 52,52 36,52 119,00 1,13 53,25 36,52 119,80
23 0,86 32,49 32,49
21,15
83,60 1,08 47,81 33,36 111,20 1,08 50,39 33,36 113,80 1,08 50,94 33,36 114,30
24 0,81 31,39 31,39
18,76
80,20 1,02 46,04 29,76 105,80 1,02 47,98 29,76 107,70 1,02 48,39 29,76 108,20
Nota. [3].
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de
Vehículos Eléctricos
82
Arias F., et al.
3.4. CARGA DE EMERGENCIA DE CORTO PLAZO
En la gura 8 se observa el incremento de carga en corto
plazo provocando un pico en la curva de perl de carga
(ver Figura 8).
Los resultados obtenidos de cálculo se muestran (ver
Tabla 2) top oil & hot spot - .
En la gura 9 se observa un drástico pico de aumen-
to de temperatura por corto tiempo que sobrepasa a los
casos de estudio vistos hasta el momento con un punto
máximo superior a los 150 °C y luego regresa a valores
que se presentan al caso (ver Figura ).
3.5. INCORPORACIÓN DE CARGA DE VEHÍCULOS
ELÉCTRICOS
El siguiente caso de estudio, es el incremento de carga me-
diante la incorporación de vehículos eléctricos y la gene-
ración distribuida mediante paneles fotovoltaicos. La nue-
Figura 4.
Perl de carga superior al valor nominal (PLBN)
Figura 6.
Perl de carga de emergencia de largo plazo (LTE)
Figura 8.
Perl de carga de emergencia de corto plazo (STE)
Figura 9.
Curvas de temperatura top oil y hot spot en estado de carga de
emergencia de corto plazo
Figura 5.
Curvas de temperatura top oil y hot spot en estado de carga supe-
rior al nominal
Figura 7.
Curvas de temperatura top oil y hot spot en estado de carga de emer-
gencia de largo plazoal nominal
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
Carga (p.u.)
PERFIL DE CARGA
PLBN
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
60
70
80
90
100
110
Tempratura (°C)
TOP OIL & HOT SPOT (PLBN)
Top oil
Hot spot
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
Carga (p.u.)
PERFIL DE CARGA
LTE
0 5 10 15 20 25
Tiempo (h)
50
60
70
80
90
100
110
120
Tempratura (°C)
TOP OIL & HOT SPOT (LTE)
Top oil
Hot spot
5 10 15 20 25
Tiempo (h)
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
Carga (p.u.)
PERFIL DE CARGA
STE
0 5 10 15 20
Tiempo (h)
40
60
80
100
120
140
Tempratura (°C)
TOP OIL & HOT SPOT (STE)
Top oil
Hot spot
83
Tabla 2.
Cálculo de temperaturas top oil & hot spot con programación Matlab para el perl de carga de la tabla C.1 - C57.91-1995
TOP OIL & HOT SPOT –
CARGA NORMAL TOP OIL & HOT SPOT – PLBN TOP OIL & HOT SPOT –
LTE
TOP OIL & HOT SPOT –
STE
Hora
C a r g a
(p.u.) ∆ΘH (°C) ΘH
(°C)
C a r g a
(p.u.) ∆ΘH (°C) ΘH
(°C) Carga (p.u.)
∆Θ
H
(°C)
ΘH
(°C)
C a r g a
(p.u.) ∆ΘH (°C) ΘH
(°C)
6 0.52 49.85 57.58 0.66 57.89 70.34 0.66 57.89 70.34 0.66 57.89 70.34
7 0.55 49.08 57.73 0.69 56.68 70.3 0.69 56.68 70.3 0.69 56.68 70.3
8 0.61 48.5 59.14 0.77 55.78 72.73 0.77 55.78 72.73 0.77 55.78 72.73
9 0.7 48.18 62.2 0.88 55.27 77.42 0.88 55.27 77.42 0.88 55.27 77.42
10 0.79 48.18 66.03 1 55.26 83.86 1 55.26 83.86 1 55.26 83.86
11 0.85 48.5 69.17 1.07 55.78 88.52 1.07 55.78 88.52 1.07 55.78 88.52
12 0.9 49.09 72.25 1.13 56.72 93.24 1.13 56.72 93.24 1.13 56.72 93.24
13 0.93 49.8 74.54 1.17 57.84 96.99 1.29 57.84 96.99 1.92 57.84 150.5
14 0.96 50.58 76.94 1.21 59.06 100.94 1.33 59.06 111.19 1.33 60.06 101.93
15 0.98 51.37 78.84 1.23 60.31 103.58 1.36 60.48 112.61 1.36 64.03 107.3
16 0.99 52.15 80.19 1.25 61.55 106.24 1.38 62.36 107.05 1.38 65.04 109.73
17 1 52.91 81.51 1.26 62.74 108.14 1.39 63.91 109.32 1.39 66.02 114.36
18 1 52.2 80.8 1.26 61.64 107.04 1.39 62.47 107.88 1.39 63.97 116.87
19 0.98 54.26 81.73 1.23 64.9 108.17 1.23 65.95 112.3 1.23 68.1 126.59
20 0.97 54.83 81.74 1.22 65.8 108.37 1.22 66.77 107.27 1.22 69.34 111.91
21 0.94 55.3 80.57 1.18 66.53 106.36 1.18 67.35 107.18 1.18 70.47 110.29
22 0.9 55.69 78.86 1.13 67.14 103.66 1.13 67.85 104.37 1.13 70.9 107.42
23 0.86 55.96 77.12 1.08 67.56 100.92 1.08 68.24 101.6 1.08 71.16 104.51
24 0.81 56.12 74.89 1.02 67.81 97.56 1.02 68.46 98.21 1.02 71.25 101.01
10.68 57.6 70.83 0.86 70.03 91.19 0.86 70.03 91.19 0.86 70.03 91.19
2 0.61 55.95 69.17 0.77 67.5 88.52 0.77 67.5 88.52 0.77 67.5 88.52
3 0.58 53.72 63.34 0.73 64.05 79.29 0.73 64.05 79.29 0.73 64.05 79.29
4 0.55 52.04 60.69 0.69 61.38 75 0.69 61.38 75 0.69 61.38 75
5 0.53 50.82 58.85 0.67 59.43 72.27 0.67 59.43 72.27 0.67 59.43 72.27
Figura 10.
Perl de carga InovGrid
Figura 11.
Perl de carga InovGrid
Fuente. [2].
va carga se obtiene del proyecto InovGrid de Portugal, el
perl de carga se visualiza en la gura 10 (ver Figura 10).
Incrementando la carga InovGrid más la de estudio
inicial se tiene el siguiente aumento de perl de carga
para el análisis de temperatura del transformador de 187
(ver Figura 11).
Como se observa en la gura 11, el perl de carga tiene
casi el mismo escenario al de estudio inicial. En base al
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de
Vehículos Eléctricos
84
incremento de nueva carga se analiza el comportamiento
de temperatura que sufre el transformador (ver Tabla 3).
Las curvas de temperatura top oil y hot spot sobrepasan el
valor del caso de estudio y esto es aceptable debido al au-
mento de nueva carga de vehículos eléctricos y generación
distribuida con paneles fotovoltaicos (ver Figura 12).
4. C
Se realiza el análisis de cálculo de temperatura con re-
ferencia a la norma C57.91-1995, bajo el perl de
carga de caso inicial se pudo evidenciar que el transfor-
mador de 187 se encuentra al 100% de la cargabili-
dad en el horario de 17:00 a 18:00, donde la temperatura
Tabla 3.
Cálculo de temperatura top oil & hot spot al nuevo perl de carga con integración de generación distribuida y carga de vehículos eléctricos
TOP OIL & HOT SPOT - NUEVA CARGA
Hora Carga
(p.u.)
ΘA
(°C)
∆Θto
(°C)
∆ΘH
Figura 12.
Perl de carga InovGrid
Comportamiento de Temperaturas Top Oil y Hot Spot en Transformadores Sumergidos en Aceite Mediante el Ingreso de Carga de
Vehículos Eléctricos
(°C)
6 0.55 30.00 54.19 62.85
7 0.59 30.00 52.87 62.83
8 0.66 30.00 51.95 64.41
9 0.75 30.00 51.42 67.51
10 0.86 30.00 51.29 72.44
11 0.94 30.00 51.56 76.83
12 1.01 30.00 52.20 81.37
13 1.06 30.00 53.07 85.21
14 1.10 30.00 54.09 88.70
15 1.12 30.00 55.18 91.05
16 1.12 30.00 56.26 92.14
17 1.12 30.00 57.28 93.16
18 1.12 30.00 56.31 92.18
19 1.11 30.00 59.00 94.24
20 1.11 30.00 59.72 94.96
21 1.10 30.00 60.35 94.96
22 1.10 30.00 60.92 95.52
23 1.06 30.00 61.41 93.55
24 0.98 30.00 61.84 89.30
10.77 30.00 68.48 85.44
2 0.67 30.00 65.28 76.83
3 0.62 30.00 61.11 72.11
4 0.57 30.00 58.10 67.39
5 0.54 30.00 55.92 64.25
85
Comportamiento de temperaturas top oil y hot spot en transformadores sumergidos en aceite mediante el ingreso de carga de
vehículos eléctricos
top oil alcanza los 58 °C y la temperatura hot spot los 82
°C, en esas condiciones el transformador no presenta so-
brecargas y su vida útil no es afectada al tener un período
de recuperación de 23 horas al bajar su cargabilidad y
temperatura, cabe señalar que el transformador deberá
tener refrigeración de aceite forzado () para alcanzar
entregar los 187 máximos de capacidad instalada.
Para el cálculo de temperaturas se utiliza el soware
Matlab, mediante código se pudo evidenciar que el caso
de estudio más relevante con mayores temperaturas fue
el de carga de emergencia en corto plazo alcanzando una
cargabilidad del 180% en el incremento de carga instan-
táneo con temperaturas de hot spot de 150 °C y mante-
niendo valores normales en top oil debido a que solo es
un incremento de la carga por un tiempo corto, en estos
casos se evidencia un aumento excesivo y se debe tomar
en cuenta que solo puede ser por tiempos muy cortos de
sobrecarga, debido a que el uso prolongado de sobrecar-
ga puede afectar la vida útil del transformador.
La implementación de nueva carga de vehículos eléc-
tricos y generación distribuida con paneles fotovoltaicos,
se procede al tomar el perl de carga del proyecto Inov-
Grid de Portugal sumado al perl de carga de la tabla C.1
de la normativa C57.91-1995, dando como resulta-
do un aumento de la cargabilidad del transformador has-
ta en un 110% debido a que el perl de carga InovGrid
coincide con el perl de carga de caso inicial, cabe men-
cionar que la carga nueva tiene una demanda máxima de
1 hora de 22:00 a 23:00, en consecuencia, el transforma-
dor se mantendrá en condiciones normales de operación
al contar con un tiempo restante de recuperación a n de
que no sea afectada su vida útil.
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the assessment of remaining life of service aged power
transformers», Electrical Insulation Conference, Cal-
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potencia basado en condición», Tecnología en Marcha.
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and step-voltage regulators, Standard C57.91, 2011.
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[11] J. Chávez, «Análisis de generación distribuida a través
del diseño de un sistema fotovoltaico conectado al
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cional del Santa, Nuevo Chimbote, Perú, 2022.
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mit energy initiative response to an industry in transi-
tion», Energy Initiative, Cambridge, , , 2016.
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rís, France, 2019. [Online]. Available: https://www.iea.
org/reports/global-ev-outlook-2019.
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pectiva del transformador de distribución en redes eléc-
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distortion. En 11th International Conference on Electri-
cal Power Quality and Utilization, Lisbon, pp. 1-7. :
http://dx.doi.org/10.1109/epqu.2011.6128871
[16] A. K. Karmaker, M. R. Ahmed, «Fuzzy logic based op-
timization for electric vehicle charging station in Ban-
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tribution networks with high share of renewable energy
sources», in Proc. Medit. Conf. Power Generat., Trans-
mission, Distrib. Energy Convers. (MedPower), 2016,
pp. 1-7.
86
REVISTA INGENIO
Normas para publicar en la revista Ingenio
T
1. Título del artículo en tipografía Times New Roman tamaño 14 (cada palabra con mayúscula).
2. Título del artículo en inglés en tipografía Times New Roman tamaño11.
Ejemplos:
I ,
1. Uso del superíndice para identicación
2. Institución ante la cual se acredita el autor.
3. Dirección electrónica
4. Open Research and Contributor ()
Ejemplo:
Lorem I.;1 Ipsum L.2
1Universidad Lorem Ipsum (Ecuador)
loremipsum@loremipsum.org
1Universidad Lorem Ipsum (Ecuador)
loremipsum@loremipsum.org
I
1. En fuente tamaño 9
2. (Información colocada por el editor)
Información del artículo
Recibido: Lorem ipsum 2021
Aceptado: Lorem ipsum 2021
E
1. 10.000 palabras incluidas las referencias
R
1. 100-150 palabras
Lorem Ipsum Dolor sit Amet, Consectetur Adipiscing Alit. Curabitur Vitae Varius Magna. Maecenas Euismod
Rutrum Libero ac Ascelerisque
Lorem Ipsum Fusce Viverra Massa Facilisis, Aliquet ex Venenatis. Integer at Luctus Nunc. Nunc Dignissim a
eros Sit Amet Sagittis.
REVISTA INGENIO
87
P
1. Justo después del resumen, mínimo cuatro.
Ejemplo:
Palabras clave: lorem, ipsum, consectetur adipiscing.
A
1. 50-100 words
K
1. Just aer the abstract, minimum four.
Example:
Keywords: lorem, ipsum, consectetur adipiscing.
T
1. Texto en Microso Word
2. Columna simple
3. Times New Roman tamaño 11
4. Espaciado de 1,5
F
- Tabla 1, Tablas 1 y 2, Tablas 1 a 3
- Fig. 1, Figs. 1 y 2, las Figs. 1 a 3
- Eq. 1, Eqs. 1 y 2, Eqs. 1 a 3
E
1. Úsese el editor de ecuaciones de Microso.
2. Número de identicación de la ecuación alineación siempre a la derecha.
Ejemplo:
(1)
E
1. Solo hasta 4 niveles y 3 subniveles.
2. Lorem ipsum maecenas euismod
2.1 Lorem ipsum rutrum libero
2.2 Lorem ipsum accumsan sagittis
2.2.1 Lorem ipsum egestas tristique
Ejemplo:
1. Lorem ipsum sit amet
88
REVISTA INGENIO
3. Lorem ipsum vestibulum auctor
3.1 Lorem ipsum vulputate consectetur
3.2 Lorem ipsum scelerisque turpis
4. Lorem ipsum bibendum tincidunt
1. Las guras y tablas se agregarán al nal del archivo del manuscrito; no se agregarán al texto principal. La
ubicación de las guras y tablas se exhibirá insertando sus subtítulos en el texto principal. Una vez aceptado,
los archivos de guras de alta resolución (más de 300 dpi, un archivo por gura) se enviarán al editor.
Figura 1.
Lorem ipsum dolor sit amet.
2. Los datos dentro de la tabla siempre alineación derecha
3. Alineado a la izquierda, usar normas ma. para la elaboración de la tabla.
Ejemplo:
Tabla 1.
Lorem ipsum dolor sit amet
Lorem ipsum Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Lorem ipsum 123 123
Nota: Lorem ipsum consectetur. Fuente. Lorem ipsum suspendisse quis dictum velit [1].
REVISTA INGENIO
89
4. Si las imágenes o tablas tienen fuente se coloca el número de su referencia entre corchetes.
Ejemplo:
Fuente. Lorem ipsum suspendisse quis dictum velit [1].
1. Las referencias se enumerarán por orden de citación en el texto ().
Ejemplo:
[1] Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur vitae varius magna. Maecenas euismod rutrum
libero ac scelerisque. In eu tortor nibh. Nulla hendrerit augue accumsan sagittis scelerisque.
[2] Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur vitae varius magna. Maecenas euismod rutrum
libero ac scelerisque. In eu tortor nibh. Nulla hendrerit augue accumsan sagittis scelerisque.
[3] Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur vitae varius magna. Maecenas euismod rutrum
libero ac scelerisque. In eu tortor nibh. Nulla hendrerit augue accumsan sagittis scelerisque.
1. En el texto, cite cada referencia por número.
Ejemplo:
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur vitae varius magna. Maecenas euismod rutrum
libero ac scelerisque. Etiam mattis, ante ac pretium molestie, dolor mauris sagittis dolor, et pretium arcu dui at ipsum.
Morbi egestas tristique quam. Vestibulum sit amet nisl sit amet enim vestibulum auctor por Suzana et al. [1].
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur vitae varius magna. Maecenas euismod rutrum
libero ac scelerisque [1].
2. El estilo dependerá del tipo de referencia, pero no es necesario clasicarlo en los tipos, simplemente enu-
mérese por orden de citación en el texto.
Ejemplos:
[1] Couhert C, Salvador S, Commandré J-M. Impacto de la torrefacción en la producción de syngas a partir
de madera. Fuel 2009; 88: 2286-2290.
[1] Suzana Y, Mohamad T A, Uemura Y, Anita R, Lukman I, Shuit S H, Tan K T, Lee K T. Revisión sobre la
utilización de la biomasa agrícola como fuente de energía en Malasia. En: Actas del 16º Simposio regional de
la sobre ingeniería química, 1 y 2 de diciembre de 2009, Manila, Filipinas, págs. 86-89.
[1] (Junta de Aceite de Palma de Malasia), 2008, «6.8 Productores principales mundiales de aceite
de palma: 1999 - 2008». Recuperado el 28 de enero de 2010 de http://econ.mpob.gov.my/economy/annual/
stat2008/ei_world08.htm.
[1] Corley R H V, Tinker P B. La palma aceitera. 4.a ed. Oxford: Blackwell Science; 2003, p. 328.
3. Citar correctamente, pues la información de la fuente se vericará en los buscadores especializados de
contenido.
90
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. . Todos los manuscritos enviados y recibidos por la Revista Ingenio serán revisados por el
editor interno para determinar si están preparados adecuadamente y si siguen las políticas éticas de la revista. Los
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rechazados antes de la revisión por pares. Los manuscritos que no estén preparados adecuadamente serán devueltos
a los autores para su revisión y reenvío. Después de estas vericaciones, el editor determinará si el manuscrito se
ajusta al alcance de la revista y si es cientícamente sólido. En esta etapa, no se emitirá ningún juicio sobre el impacto
potencial del trabajo. Las decisiones de rechazo en esta etapa serán vericadas por el editor. El número de autores o
rmantes no deber ser superior a cinco, considerando al primero como autor principal del artículo. Dicho manuscrito
será un documento formal, público, controlado y debe cumplir con los criterios claves de redacción.
. . Una vez que un manuscrito pase las comprobaciones iniciales, se asignará al menos a dos
expertos independientes para su revisión por pares. Se aplica una revisión a doble ciego, donde los revisores no co-
nocen las identidades de los autores y viceversa. Los comentarios de la revisión por pares son condenciales y solo se
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nes del editor. Estos expertos también pueden incluir miembros del consejo editorial y editores invitados de la revista.
También se pueden considerar los posibles revisores sugeridos por los autores siempre y cuando no hayan trabajado
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pasan por el proceso de revisión por pares y reciben al menos dos rúbricas. El editor comunicará la decisión de los
pares, que será una de las siguientes:
[a] Aceptar luego de realizar correcciones menores (en principio, el documento se acepta después de la revi-
sión basada en los comentarios del revisor. Los autores tienen quince días para revisiones menores).
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algunos de los comentarios del revisor no se pueden revisar. Por lo general, solo se permite una ronda de re-
visiones importantes. Se pedirá a los autores que vuelvan a enviar el artículo revisado dentro de un período
de tiempo adecuado, y la versión revisada se devolverá al revisor para obtener más comentarios).
[c] Rechazar y promover el reenvío (si se necesita reforzar el método o elementos experimentales adicionales
para respaldar las conclusiones, el manuscrito será rechazado y se alentará a los autores a volver a enviar el
artículo una vez que se hayan realizado más experimentos.
[d] Rechazar (el artículo tiene serios defectos o no hace una contribución signicativa original. No se ofrece
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en Editorial Universitaria en el mes de
diciembre de 2022 siendo rector de la
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Fernando Sempértegui Ontaneda y
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el Prof. Gustavo Pazmiño.
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92
