(Prólogos)

• Prólogo de la tesis de Licenciatura de Víctor García Onofre

Tan pronto como un producto entra al mercado, comienza su etapa de obsolescencia. Y no es porque se haga viejo, sino porque en ese momento se ha creado una necesidad por algo nuevo. Las generaciones anteriores pueden presumir que sobrevivieron y prosperaron sin los artículos modernos, en el siglo XIX esto no era tan sencillo, pues los desarrollos se daban después de varias décadas, para luego darse más rápidamente en el siglo XX, para que en nuestros días se puedan ver cambios en unos cuantos años, de manera que algunos objetos desaparecen en poco tiempo del mercado y del ambiente como si nunca hubieran existido. Los lectores jóvenes inmediatamente pensarán en las computadoras, los juguetes de video y los teléfonos celulares. Otros menos jóvenes podrán pensar en los autos y aviones, que al menos externamente conservan su diseño básico, aunque día con día sufren cambios que no se perciben fácilmente, pero hacen su funcionamiento más seguro y confiable. Situándonos en un producto particular: los ladrillos, en la antigüedad cumplían con especificaciones dimensionales, mientras que las propiedades mecánicas y térmicas derivaban del material del que estaban fabricados, sin tener gran intervención en ellas. Posteriormente se utilizan materiales y procesos diferentes que cambian algunas de las propiedades, hasta llegar a nuestros días en que se realiza investigación para decidir que material se debe utilizar para obtener el producto mejor. Cada vez es más necesario que cuidemos de nuestros recursos energéticos, además de que la sociedad se ha vuelto cada vez más exigente con la creación de microambientes, espacios con aire acondicionado en el que nos encontramos cómodos y que nos resulta cada vez más difícil sacrificar. Para poder cumplir con esta condición se requiere que los ladrillos, además de cumplir con especificaciones de tamaño y propiedades mecánicas, también sean buenos aislantes. En estos productos que en apariencia no cambian como las computadoras, los juegos de video y otros artículos más atractivos en estos días, también sufren cambios substanciales en su proceso, ya que además de lo anterior se espera que no sean más caros que el producto que sustituyen, sin importar que el nuevo sea mejor. En este trabajo se presenta una propuesta para modificar uno de los materiales que en la actualidad se utiliza para fabricar ladrillos aislantes, incorporando una tecnología que pudiera ser conocida, pero que es nueva para este uso y que es una muestra más de que en materia de desarrollo tecnológico no hay categorías exclusivas.

Juan Antonio Aguilar Garib
Octubre 2008

• Prólogo de la tesis de Maestría de Felipe Raymundo García Cavazos

En el lenguaje que utilizamos diariamente un adjetivo resulta suficiente para determinar las características de un objeto. Así cuando alguien dice “la casa roja”, inmediatamente viene a nuestra mente el objeto y su color, sin que haya gran problema con las variaciones que pudiera haber entre la visión que cada persona se hace. Si quisiéramos dar más detalles podemos agregar otras palabras y ahora podemos decir que la casa es “roja fuerte” o “roja intenso”. Además de las palabras, todo se puede medir de manera que es posible definir con precisión cierta característica en un objeto, por ejemplo para el color, además de los patrones que utilizan los pintores para igualar la pintura, está la longitud de onda. Así se puede afirmar que describimos las cosas con la precisión que la situación requiera, y en la ciencia y en la ingeniería usualmente se requiere mucha, ya que la tolerancia se reduce y los términos ambiguos prácticamente no tienen lugar. El diseño es una actividad común que se realiza en ingeniería y básicamente consiste en crear lo que nunca ha sido basándonos en lo que conocemos. Algo que es indispensable conocer para el diseño son las propiedades de los materiales o de las sustancias y cómo evolucionan conforme las condiciones cambian, cuál es su comportamiento, y esto es algo que simplemente no se puede describir con palabras, aunque sean muchas. Entonces para describir y predecir el comportamiento de una sustancia dada se utilizan los modelos, los cuales están formados por ecuaciones que describen los fenómenos que en conjunto lo rigen. Si por ejemplo se habla de la elasticidad de un polímero, como es el caso de este trabajo, ésta tiene que ver con la manera en que las moléculas están acomodadas, la manera en que están unidas, la energía que involucra cambiar su estado básico, la manera en la que la energía se almacena o se disipa en el material y un millón de cosas más. En general se buscan las contribuciones principales a un fenómeno y con ellas se construye un modelo que describe el comportamiento que se esté estudiando, pero dado que no es posible tomar todas las contribuciones, ya sea porque su aportación es pequeña, ya sea porque aun no se han identificado y no se toman dentro de un sistema o sencillamente por simplificación para fines de soluciones analíticas o para la implementación de algoritmos computacionales, lo que se tiene al final son aproximaciones ya que las ecuaciones tienen que cargar con aquellos elementos que no hemos tomado en cuenta, pero que en la naturaleza están, porque en el comportamiento real están incluidos todos los fenómenos, no solamente aquellos que consideramos más relevantes. Un modelo que se evalúa con los mismos datos siempre da el mismo resultado mientras que en la realidad existen desviaciones porque un experimento no es igual a otro por mucho que nos esforcemos; la igualdad es estadística. La validez de un modelo tiene que ver con lo bien que predice este comportamiento estadístico cuando sus resultados se comparan con los que el experimento proporciona. Este trabajo es un ejemplo de cómo se toma en cuenta todo lo anterior al utilizar palabras que ilustran y explican claramente porqué es necesario modelar el comportamiento reológico de polímeros amorfos, junto con las ecuaciones que constituyen el modelo que describe y predice este comportamiento que involucra varios fenómenos. Así como en un escrito a veces se necesitan otras palabras para explicar mejor las cosas, aquí el autor agregó el cálculo fraccional para modelar el comportamiento reológico de la manera más sencilla posible. Veamos los diagramas teóricos que produjo para que apreciemos como logra además la precisión que ordinariamente se necesita en la ciencia y en la ingeniería.

Juan Antonio Aguilar Garib
Marzo de 2008

• Prólogo de la tesis de Maestría de Pedro López Cruz

Aparece cada vez con mayor frecuencia en los programas de estudio relacionados con métodos de calentamiento en hornos, el uso de microondas como fuente de energía. La aplicación más conocida es el horno de cocina, pero en la actualidad se busca utilizarlo en la industria cerámica y de los polímeros. En el caso del calentamiento mediante gases de combustión el conocimiento de la temperatura de flama y las ecuaciones básicas de transferencia de calor son suficientes para determinar perfiles térmicos en los materiales y diseñar cédulas de procesamiento. Sin embargo el calentamiento mediante microondas sigue un mecanismo diferente en el que las propiedades del material afectan significativamente el patrón del campo electromagnético, responsable del calentamiento, dentro de la cavidad y de la muestra en sí. La dificultad para describir esta distribución hace que se caiga en el riesgo de la sobre - simplificación ya que existe la inercia de aceptar como cierta la suposición de que el calentamiento es volumétrico y uniforme. Por otra parte la variable más significativa que se maneja en cualquier sistema de calentamiento es la temperatura y en este caso es mucho más difícil de medir con certeza, ya que cualquier elemento que se introduzca en el sistema afecta también la distribución del campo. Aunque las ecuaciones que rigen el comportamiento del campo electromagnético y la transferencia de calor son conocidas, determinar la ganancia de calor no es una tarea sencilla, especialmente porque los parámetros están interrelacionados. Es común recurrir a estimaciones obtenidas experimentalmente, pero se debe recordar que en muchas ocasiones son válidas únicamente para el caso particular estudiado y la extrapolación a otros casos no es directa. Por otra parte las computadoras están ahora al alcance de todos y las herramientas numéricas son accesibles a través de un sin número de paquetes comerciales. Sin embargo se corre el riesgo de abusar de ellos al desconocer los fenómenos que se están modelando o simplificar al grado de que los datos que se proporcionan al paquete no corresponden al fenómeno que se desea describir, por lo que se obtienen resultados erróneos. Una manera de evitar esto es mediante la validación de un modelo y luego una predicción que constituya una demostración, la cual permitirá extrapolar a otras condiciones. En este trabajo tendremos la oportunidad de ver una de tales demostraciones, y observar como las ecuaciones que rigen un fenómeno, la experimentación, y el cómputo son, todos ellos, elementos de un modelo. Y es precisamente esta comprensión la que ayuda a que los mitos se derrumben al dar la oportunidad de que sea la interpretación, y no la improvisación, la que diga la última palabra.

Juan Antonio Aguilar Garib
Noviembre 2003

• Prólogo de la tesis de Licenciatura de Carmen Cristina Méndez Delgado y César Alejandro Salas Cárdenas

Monterrey es una ciudad de clima cálido en la que existen muchos edificios que cuentan con aire acondicionado, ya sea para comodidad de las personas o por los procesos que se llevan a cabo en algunas plantas, ya que se pueden requerir condiciones controladas en las que no se tiene como fin único el confort, como es en el caso de los denominados "cuartos limpios".
Los ductos son una parte muy importante en estos sistemas porque son los encargados de conducir el aire de un sitio a otro dentro de un edificio, por ejemplo del lugar en el que se acondiciona al lugar en el que se disfruta. Estos ductos deben cumplir con características tales que permitan el flujo de aire libre de restricciones hasta el último ramal. Dado que el aire no obedece señales de tráfico y no se le puede indicar simplemente el recorrido que debe seguir, es necesario forzarlo sobre la base de la mecánica de fluidos.
En la construcción de un edificio se presentan negociaciones entre personas con diferentes especialidades de manera que es posible que no se utilicen los ductos con el diseño óptimo y en muchos edificios en que los sistemas son antiguos o que fueron colocados basándose en la experiencia, siguiendo extrapolaciones de diseños ajenos y sin que medie ningún cálculo específico ni siquiera están caracterizados. Una manera de describir el comportamiento del aire dentro de un ducto es haciendo mediciones mediante un Tubo Pitot o alguna de sus variantes, teniendo la ventaja de que no se requiere que se desmonte parte del ducto o destruir parte de la instalación. Basta una pequeña perforación en una de las caras del ducto. La técnica es simple, como lo es el propósito de este trabajo, pero nada como aprender haciendo para disfrutar, saborear y compartir lo que se aprende.

Juan Antonio Aguilar Garib
Diciembre de 2002

• Prólogo de la tesis de Licenciatura de Francisco Garza Méndez

Hace más de cien años, George Eastman creó la película “Kodak” y dió inicio a una nueva época en la que prácticamente cualquier persona podía tomar fotografías. El uso de la fotografía en nuestros días nos parece natural y hasta anticuado para algunos, pero los estudiosos de épocas más remotas no tenían este recurso y recurrían entonces a los bosquejos o dibujos para registrar lo que veían, como un ejemplo se puede citar a Leonardo da Vinci con sus estudios de anatomía. La fotografía vino a ser un medio invaluable para eliminar errores de apreciación, asegurando de alguna manera que las reproducciones que se obtenían fueran fieles. De hecho, obras como “El Misterio de las Catedrales” de Fulcanelli, que en su primera edición utilizó ilustraciones, y en ediciones posteriores muestra fotografías que refuerzan las descripciones que el autor hace en ese libro de las catedrales.
Aún con la intención de ser totalmente objetivos, los humanos podemos ser llevados por nuestro entusiasmo y así ver cosas en donde no las hay, como cuando Percival Lowell vió canales en Marte, que por supuesto debían haber sido construidos por marcianos, pero que se demostró después que habían sido hechos por la imaginación de Lowell. Aunque me atrevo a decir que la trayectoria de este científico a lo largo de su vida prueba que su intención no fue mentir, de hecho cuando los astrónomos observaban el cielo, debían estar por horas siguiendo un punto y no era raro que la fatiga hiciera que la visión fallara. Entonces lo que se necesitaba era un medio que permitiera tomar las imágenes sin fatigarse, de manera fiel, para después estudiarlas con ahínco. Por supuesto que la intención medular no es evitar la fatiga, sino el error que se comete por causa de ésta, y a la vez ocupar a la mente en la parte creativa.
En el campo de la metalografía, a los microscopistas les ocurría lo mismo que a los astronómos, por eso, por años la metalografía cuantitativa se ha basado en la fotografía tradicional de muestras amplificadas en un microscopio. Después, las fotos eran analizadas con cuidado; para una persona con experiencia el análisis de imágenes no era difícil y por lo general no se requería mas que una buena foto.
Actualmente, parecería que todos los problemas relacionados con la obtención de una imagen y su posterior análisis ya están resueltos. Ahora utilizamos cámaras de vídeo, incluso digitales, también contamos con la computadora que puede hacer el análisis de una imagen mediante paquetes de computación comerciales. Pero resulta que seguimos necesitando una imagen fiel, y además tenemos que hacer que los detalles que nos interesan sean evidentes para la computadora, lo cual es un poco más difícil, ya que si bien el retoque de una fotografía se puede hacer mediante simple observación, ésta no es tan simple para una máquina. Sin embargo, así como en el pasado un dibujante podía por error modificar los detalles que observaba, ahora mediante el abuso de los paquetes de computación para el procesado (se puede entender retoque) de las imágenes se puede caer en lo mismo.
Aparece aquí la necesidad de encontrar un medio por el cual la representación del objeto a estudiar no sea modificada por el método que se utilice para representarlo. Hay que asegurarse de que la imagen de origen contiene toda la información para ser analizada, al grado de que en el caso de que requiriera ser procesada, este proceso sea claro hasta para la computadora (siguiendo un programa por supuesto), y entonces pasar a la identificación de los detalles de interés o análisis en sí. En metalografía existen varias maneras para hacer esto, tales como el ataque químico para aumentar el contraste en la muestra, o para revelar la microestructura, o modificando la manera en que se ilumina la muestra.
Siempre que se requiere analizar imágenes se utilizan métodos que ya están probados y de los cuales se conocen sus limitaciones, pero cuando nuestras necesidades se encuentran en los límites de los métodos existentes se hace necesario modificarlos o proponer otros nuevos. En este sentido la tendencia es obtener una imagen que muestre los detalles que nos interesan tan claramente como sea posible y luego dejar que la computadora se encargue del análisis de la imagen de manera absolutamente objetiva, o mejor dicho, siguiendo la objetividad del algoritmo que se utilice.
El trabajo que se presenta a continuación propone un método para preparar un tipo específico de muestras de manera que la imagen obtenida cumpla con lo anterior. No es mi deseo adelantarme a lo que se mostrará, pero puedo decir que dado que el autor no pierde de vista que existen limitaciones, ya sea en los métodos, las computadoras o los investigadores, procedió de tal manera que lo que él desea medir fue fácil de identificar, aún para la computadora, para luego hacer la medición. Veamos pues, lo que Francisco propuso para asegurarse de que el análisis fuera objetivo y hasta divertido.

Juan Antonio Aguilar Garib
Noviembre de 1999
   


• Prólogo de la tesis de Licenciatura de Zarel Valdez Nava

Una clasificación general del conocimiento consiste en separarlo en empírico y científico. El primero se basa en la observación repetida de un fenómeno hasta que se encuentra el patrón que lo describe sin tomar en cuenta ninguna teoría específica. Por otra parte el conocimiento científico se obtiene siguiendo una metodología que en general consiste en la definición del problema, la proposición de una hipótesis, la prueba y su aceptación o rechazo, teniendo así un conocimiento exacto y razonado basado en principios o causas.
En  nuestros días resulta claro que la definición del problema no surge de manera teórica, sino que más bien tiene su origen en la imposibilidad de encontrar el patrón que describe a un fenómeno mediante simple observación, de manera que los métodos, empírico y científico no están separados y en conjunto brindan la experiencia.
Vivimos en una época en que la humanidad no se conforma con dar respuesta a preguntas simples que puedan ser resueltas de manera sencilla, por ejemplo nuestros tópicos han pasado de la mecánica clásica al origen del universo, así requerimos además del laboratorio que brinda el medio ambiente, de llevar a cabo ejercicios mentales, auxiliados muchas veces por computadoras, pero en fin mentales ya que la mente es la única capaz de plantear nuevas ideas basadas en la relación entre las nociones anteriores y los conocimientos recientemente adquiridos.
Cuando se trabaja en un tema como el procesado de materiales utilizando microondas, cuyas evidencias no son obvias y que debido a la gran cantidad de mitos y creencias parece muy sencillo, se vuelve necesario hacer una limpieza de conceptos erróneos e ideas preconcebidas para evitar que el entusiasmo que invade a un investigador por su tarea no contribuya a que mezcle lo que se observa con lo que desea observar.
Durante el desarrollo de este trabajo se tomó en cuenta los anterior y se hizo todo lo posible para evitar la interferencia de las ideas preconcebidas, aunque no es fácil porque hemos crecido en un mundo que nos limita a no señalar con el dedo porque es de mala educación, y que olvida que el repetir muchas veces la misma acción nos puede convertir en maestros del error. A lo largo de este documento el lector apreciará como el autor procedió firmemente, pero con cautela hasta el final, de manera que hoy que vemos el resultado fríamente podemos decir con satisfacción que conocemos un poco más, pero solo un poco.

Juan Aguilar
Septiembre de 1999
   


• Prólogo de la tesis de Maestría de Juan Francisco Hernández Paz

Dada la capacidad del ojo humano para distinguir colores, apreciamos un mundo en el cual ésta es una de las características de cada objeto que nos rodea. Hoy en día no nos sorprende que los dispositivos que nos muestran el mundo de manera virtual sean capaces de presentar colores. Sin embargo, hace alrededor de doce años los monitores de las computadoras eran "monocromáticos" y en unos cuantos años se volvieron obligatoriamente capaces de presentar "millones de colores". La televisión también pasó por un momento similar y en nuestros días hay niños que piensan que la televisión en blanco y negro no es más que una broma, aunque los que vivimos en la época de transición recordamos como los programas se anunciaban "a todo color". El color es tan importante que en una película de hace sesenta años, llamada "El mago de Oz" todo empieza en un mundo en blanco y negro y aunque parezca increíble el efecto especial es una escena clave a partir de la cual la presentación continua en color. De cualquier manera, pasando por ejemplos modernos y antiguos, tales como murales de civilizaciones indígenas o maquillajes egipcios, el punto es que el color es importante en el arte, en la publicidad y en la percepción general que tenemos del mundo.
Una de las maneras de hacer atractivo un producto es pintarlo de una combinación de colores que de alguna manera se ha determinado que son agradables a la vista, con la idea de que éste se vuelva atractivo y hasta deseable para quien lo observa. En ocasiones no es posible pintar el producto en sí, entonces lo que se colorea es el empaque que lo contiene y una de las técnicas que se emplea involucra la utilización de pigmentos, los cuales tienen, por supuesto, la función de dar color al objeto. Se puede decir que en general se tienen identificados los fenómenos que rigen el comportamiento de los pigmentos. Sin embargo, es común encontrar que pigmentos de características físicas y químicas similares muestren un rango amplio de tonalidades. Por esta razón en este trabajo se llevó a cabo una revisión de las diversas técnicas que se utilizan para evaluarlos y se decidió incluir el uso del microscopio electrónico de transmisión, el cual no se utiliza muy comúnmente en la caracterización de pigmentos orgánicos, pero como se podrá observar en este documento, cuando se requiere hacer un análisis completo resulta ser indispensable.

Juan Antonio Aguilar Garib
Mayo 1999
   


• Prólogo de la tesis de Doctorado de Idalia Gómez de la Fuente

La humanidad vive en un ciclo en el cual el hombre no solo busca la respuesta a las múltiples preguntas que continuamente se formula, sino que también se encuentra en búsqueda de nuevas preguntas para contestar. Quisiéramos conocer la respuesta verdadera de todas nuestras preguntas, pero en muchas ocasiones tenemos que conformarnos momentáneamente tan solo con explicaciones que aunque sabemos que no son la respuesta completa a nuestra pregunta sabemos que la verdad, cuando al fin sea descubierta, contendrá en alguna forma ese elemento que hemos aceptado. Esta afirmación parece un tanto soberbia, sin embargo cuando nuestras aseveraciones se apegan estrictamente a los hechos, no puede ser de otro modo.
Nada mas apropiado en este momento que referirse a un ejemplo con ondas electromagnéticas, en el tiempo en que Maxwell propuso sus ecuaciones para describir el comportamiento de las ondas las únicas ondas que podían ser estudiadas en detalle eran las ondas mecánicas. Pero resulta éstas requieren de un medio para propagarse mientras que las ondas electromagnéticas parecían propagarse sin este medio, así que se recurrió a una explicación que cumpliera con las observaciones que se hacían y para este fin se propuso la existencia del éter, el cual se encuentra en todas partes y proporciona el medio para que las ondas electromagnéticas se propaguen. En su momento los científicos se conformaron con la existencia del éter, sin embargo las palabras “conformarnos momentáneamente” tienen un significado literal, y un día las ideas maduraron de manera que hoy se sabe que las ondas electromagnéticas no requieren del supuesto éter para propagarse. La belleza en este caso radica en que fenómenos diferentes (las ondas mecánicas y las ondas electromagnéticas no son lo mismo) pueden ser descritos por el mismo conjunto de reglas y que los conocimientos posteriores no se contraponen con los conocimientos previos, ya que lo que se discutía era el comportamiento de las ondas y no la existencia del éter.
El trabajo que aquí se plantea está relacionado con ondas electromagnéticas utilizadas como medio para suministrar energía para procesamiento de materiales, en este caso particular se emplean las microondas. Se conoce su comportamiento en el vacío, pero ahora requerimos conocer el efecto de la interacción de las ondas con la materia para el caso de los cerámicos. Durante los años que ha durado esta investigación se ha trabajado en analizar los resultados de exponer diferentes materiales en diferentes condiciones a las microondas y en base a las observaciones realizadas este trabajo presenta una serie de conclusiones estimulantes, y por supuesto ya que está en el espíritu del hombre cuestionarlo todo, incluso su propia existencia, una buena serie de preguntas para continuar.

Juan Antonio Aguilar Garib
Octubre de 1998
   


• Prólogo de la tesis de Maestría de Selene Berenice Salazar Rodríguez

No recuerdo cuando fue la primera vez que supe de la existencia de hornos que trabajaban con microondas, lo que si recuerdo es que se decían muchas cosas de ellos y lo que mas me sorprendía de todo eran las afirmaciones relacionadas con el calentamiento desde el interior al exterior (perfiles térmicos inversos) y los peligros terribles que implicaba introducir metales dentro de los hornos de este tipo. Otras declaraciones que se hacían giraban en torno a la eficiencia, la rapidez, la limpieza y la economía.
Hoy, por circunstancias diversas y ajenas a mi primer encuentro con este tipo de hornos, estoy involucrado en trabajos relacionados con el procesamiento de materiales utilizando microondas. He tenido la oportunidad de probar muchas de las afirmaciones que se hacían y que se siguen haciendo a este respecto. Sabemos que es cierto que las microondas suministran energía, el agua hirviendo y las palomitas de maíz ardientes nos lo comprueban, también sabemos que la mayoría de los procesos que nos interesa que se lleven a cabo, desde la cocción de una papa hasta la obtención del mas sofisticado de los materiales, requieren que se les provea energía.
En muchos de los procesos industriales se utiliza el fuego como medio de calentamiento (o de suministro de energía), sin embargo en los últimos años ha habido un interés creciente en utilizar microondas para cumplir con este propósito. Este interés se ha extendido desde los alimentos que fue la primera de sus aplicaciones (en calentamiento) hacia materiales que por sus propiedades no parecerían ser buenos candidatos para ser procesados de este modo. Los materiales cerámicos no son ciertamente los mejores absorbedores de microondas y aun así existen muchos trabajos en los que se ponen en evidencia las bondades de este método.
Con este antecedente, lo mejor será trabajar en casos específicos, si es necesario se debe avanzar a tientas y generalizar solamente cuando la evidencia lo permita. Hablando de casos específicos, aquí tenemos uno en el que la autora de este trabajo tiene la ocasión de probar una hipótesis y descubrir la potencialidad de un método en el campo de los cerámicos, así pues veamos la historia que Selene Berenice nos va a contar.

Juan Antonio Aguilar Garib
Octubre de 1998