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1.- AntecedentesUn grupo de académicos del sector universitario estatal, en asocio con el Dr. Franklin Chang,

destacado científico costarricense, se han propuesto como meta el establecimiento a corto plazo de un Plan Estratégico Nacional de Desarrollo de la investigación, la innovación, el desarrollo y la enseñan-za de la ciencia y la tecnología en Costa Rica, que tenga como horizonte los próximos 50 años.

Este plan sería el producto de dos procesos cuya meta es la elaboración de dos documentos:● Un diagnóstico nacional de la situación actual.● Una visión estratégica y un plan de acción para los próximos cincuenta años.

El presente documento pretende dar una visión aproximada de la situación actual de la ingeniería eléctrica en el país y presenta algunos conceptos relacionados con la visión estratégica y el plan de acción. No obstante, esto último será materia de un documento posterior.

2.- Definición de la ingeniería eléctricaEl fin fundamental de cualquier ingeniería es utilizar los recursos disponibles y resolver proble-

mas de toda índole mediante la aplicación del conocimiento matemático, científico y tecnológico, con el fin de mejorar la calidad de vida de los seres humanos.

Una de las ramas de la ingeniería es la ingeniería eléctrica. La ingeniería eléctrica se encarga de la generación, transmisión, distribución y procesamiento de señales eléctricas para diferentes aplica-ciones, tales como: energía y sistemas de potencia, sistemas de comunicación, control automático, electrónica, diagnóstico médico, robótica, etc.

Considerando que esta rama de la ingeniería resulta más abstracta que otras, la formación de un ingeniero eléctrico requiere una base matemática que permita la abstracción y entendimiento de los fenómenos electromagnéticos.

CAPITULO X

Grupo temático en ingeniería eléctrica

Coordinación general

Ing. Ismael Mazón

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Algunas de las funciones primordiales de un ingeniero eléctrico son la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica, para satisfacer las necesidades eléctricas de todos los hogares e in-dustrias. Otra función principal del ingeniero eléctrico es la dedicada a las áreas de la electrónica y pro-cesamiento de señales, realizar e implementar diseños electrónicos, analógicos y digitales, con el fin de resolver toda clase de problemas de control de procesos, manejo de equipos y sistemas, comunicación, automatización, etc. Por otro lado, el ingeniero eléctrico cumple una labor muy importante en el campo de las telecomunicaciones puesto que es el encargado de diseñar, implementar y controlar sistemas efec-tivos para la transmisión de la información (redes de comunicaciones), con lo cual se logran acortar las distancias y se brinda acceso a mayor cantidad de información a un mayor número de personas.

3.- Comentario general sobre la situación de la ingeniería eléctrica en Costa RicaCon base en el desarrollo tecnológico actual de nuestro país la ingeniería eléctrica se ha ido desarro-

llando en forma sostenida en los últimos 40 años, en las siguientes áreas:1. Energía y sistemas de potencia2. Sistemas de comunicación3. Control automático3. Procesamiento de señales4. Electrónica

En general, estas áreas constituyen temas de especialización dentro de nuestra disciplina y han sido cubiertas en forma amplia y sostenida por la Universidad de Costa Rica (UCR) y por el Instituto Tecno-lógico de Costa Rica (ITCR). En los últimos cinco años ha habido una incursión en estos campos por parte de las universidades privadas; no obstante, su desarrollo actual se limita a la enseñanza de algunos de estos temas.

En las instituciones públicas ha habido un uso intensivo de tecnologías de esta naturaleza en el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), Refinadora Costarricense de Petróleo (RECOPE), Ra-diográfica Costarricense (RACSA), Compañía Nacional de Fuerza y Luz (CNFL), Caja Costarricense del Seguro Social (CCSS), Acueductos y Alcantarillados (AyA), y en el Sistema Bancario Nacional. En general su desarrollo se limita al uso intensivo de estas tecnologías y en alguna medida a la capacitación sobre su uso a ingenieros y técnicos. Lo anterior a excepción del ICE que sí ha incursionado mediante algunos proyectos específicos en temas de desarrollo e innovación.

En la empresa privada se han dado desarrollos importantes en pequeñas y medianas empresas, cuyo componente básico ha sido la innovación y en algún grado el desarrollo. A nivel de grandes empresas se han dado desarrollos importantes en investigación, desarrollo e innovación. No obstante, esto no es una tendencia sostenida ni forma parte de un propósito amplio de hacer inversión en estos campos. Forma parte de necesidades puntuales u oportunidades que se ha presentado para incursionar en el desarrollo e innovación de algunas tecnologías.

A pesar de que las universidades se han preocupado y se preocupan por formar profesionales de muy alto nivel, con formación para el trabajo de investigación, desarrollo e innovación, una característica fundamental del área es que existe muy poco desarrollo en investigación. Esto quizás debido a que exis-ten muy pocos profesionales con doctorado dedicados a esta actividad y a que no existen programas de doctorado en este campo a nivel nacional. Sin embargo, sí existe algún avance en desarrollo y una activi-dad significativa en innovación, quizás motivado por la existencia de gran cantidad de profesionales con formación a nivel de maestría. Otra característica del campo es la desarticulación entre las actividades de investigación, desarrollo e innovación con sus similares en ciencias básicas. Una forma de establecer un vínculo fuerte entre las ciencias básicas y la ingeniería sería que, por ejemplo, en el Programa de Doctorado en Ciencias de la Universidad de Costa Rica existiese una participación activa de profesores y estudiantes de la Facultad de Ingeniería.

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4.- Integrantes del grupoPara el documento elaborado por el grupo temático en Ingeniería Eléctrica se conformaron cinco

subgrupos. A continuación se presenta la integración de dichos grupos:

4.1 Subgrupo temático en energía y sistemas de potenciaIng. José Joaquín Chacón, M.Sc., coordinador: [email protected] de Ingeniería Eléctrica, Instituto de Investigaciones en Ingeniería, UCR.

Ing. Emilio Alpízar Villegas, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Eddie Araya Padilla, Ph.D., [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Frankling Chinchilla, Ph.D., [email protected] Costarricense de Petróleo. Escuela de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Eric Bogantes, [email protected] Compañía Nacional de Fuerza y Luz.

Ing. Juan Carlos Jiménez, [email protected] Escuela de Ingeniería Electrónica, ITCR.

Ing. Eduardo Ortiz, M.Sc., [email protected] ICE.

Ing. Fabián Rodríguez, [email protected] ICE.

Ing. Jorge Sancho, M.Sc., [email protected] ICE.

4.2 Sistemas de comunicación.Ing. Guillermo Rivero, M.Sc., coordinador: [email protected] ICE, Escuela de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Pedro Murillo, M.Sc., [email protected].

Ing. Luis Diego Marín, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Randall Solano, [email protected].

Ing. Harold Sánchez, Ph.D., [email protected].

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Ing. Eduardo Navas, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Luis A. Vargas, M.Sc.Consultor privado.

Ing. Gabriel Víquez, M.Sc., [email protected].

4.3 Control automático.Ing. Ismael Mazón, M.Sc., Coordinador: [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Víctor Alfaro, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Jorge Blanco Alfaro, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR, Consultor privado. Ing. Francisco Ruiz, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Gabriela Ortiz, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Electrónica, ITCR.

Ing. Luis Golcher, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR, Consultor privado.

4.4 Procesamiento de señalesIng. Geovanni Martínez, Ph.D., Coordinador: [email protected] de Ingeniería Eléctrica; UCR.

Ing. Jorge Romero, Ph.D., [email protected] de Ingeniería Eléctrica; UCR.

Ing. Pablo Alvarado Mora, Ph.D., [email protected] de Ingeniería Electrónica; ITCR.

4.5 ElectrónicaIng. Randolph Steinvorth, Ph.D.,CoordinadorComponentes Intel de Costa Rica; Escuela de Ingeniería Eléctrica; UCR.

Ing. José M. Páez, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Luis Paulino Méndez, M.Sc., [email protected] de Ingeniería Electrónica, ITCR.

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Ing. Federico Ruiz, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Roberto Rodríguez, [email protected] de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Pablo AriasComponentes Intel de Costa Rica.

Ing. Enrique Coen, M.Sc:Escuela de Ingeniería Eléctrica, UCR.

Ing. Saúl Guadamuz, [email protected] de Ingeniería Electrónica, ITCR.

5. Objetivo general y específicos del diagnóstico

5.1 Objetivo generalDisponer de una visión completa del estado de la enseñanza, investigación, desarrollo e innovación

de cada una de las áreas de ingeniería eléctrica, así como definir su relevancia en el desarrollo científico y tecnológico del país en los próximos 50 años.

Objetivos específicosa. Identificar en las empresas privadas y en las instituciones del Estado actividades de enseñanza, in-

vestigación y desarrollo que se estén ejecutando, formal e informalmente, en cada una de las áreas de ingeniería eléctrica.

b. Identificar cuáles son los canales utilizados para financiar y hacer públicos los resultados de los pro-gramas de enseñanza y proyectos de investigación y de desarrollo en ingeniería eléctrica.

c. Crear una base de datos sobre los educadores, investigadores y desarrolladores que ejecutan proyec-tos formal e informalmente en las áreas de ingeniería eléctrica.

d. Identificar los laboratorios a nivel nacional que están ejecutando o podrían ejecutar actividades de investigación y desarrollo en ingeniería eléctrica.

6. Descripción del documento de cada subgrupoEl documento de cada subgrupo está estructurado de la siguiente forma:

1. Definición de la temática a estudiar.2. Inventario de recursos en el campo de análisis.3. Un análisis de fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas.4. Conclusiones y recomendaciones.

El cuerpo principal del informe se ha hecho poniendo los aspectos más relevantes de la temática ana-lizada. Con el fin de no perder la perspectiva de los alcances del presente documento se ha dejado para una sección de anexos los aspectos que amplían temas particulares de cada sub-grupo. En particular se ha dejado para dicha sección todo lo relacionado con contenidos de cursos, descripción de proyectos, descripción de laboratorios, currículos, etc.

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7.- Subgrupo energía y sistemas de potencia

7.1 Marco general de referenciaLos grandes avances de las últimas décadas en materia de ciencia y tecnología y en particular en

tecnologías de la información y las telecomunicaciones, han permitido a muchos ver el mundo con una visión diferente, quizás mucho más global y totalizadora pero que ha puesto de manifiesto con excepcio-nal crudeza la poca o casi nula solidaridad existente de parte de los centros de poder político, económico y científico-tecnológico con los países de menor desarrollo relativo.

Estos grandes avances que hacen ver a quienes pueden percatarse de ello un mundo cada vez más pequeño, han tenido grandes repercusiones a nivel mundial y están afectando en una manera nunca antes vista la forma de ser y actuar de millones de personas alrededor del mundo, afectando su cultura y costumbres, con efectos muchos de ellos positivos para el mejoramiento de la calidad de vida de la gente, pero muchos otros nefastos para millones de personas.

Los cambios de las dos últimas décadas en el comercio mundial son el resultado del interés de los centros de poder económico de querer convertir el mundo en un inmenso mercado de bienes y servicios teniendo como estandartes el consumismo, la acumulación de la riqueza en manos de unos pocos y el uso masivo y el derroche de recursos naturales escasos.

El problema es que en ese modo de ver el mundo no caben, o caben con mucha dificultad, la solida-ridad de unos para con los otros, la protección de recursos naturales escasos, el compromiso efectivo con la protección del medio ambiente, la protección del más débil por el más fuerte, etc.

El mundo sigue siendo sin duda alguna un mundo de desequilibrios inadmisibles e incomprensi-bles. Como ejemplo, mientras en muchos países amplios sectores de la población no tienen acceso a servicios médicos, agua potable, electricidad, educación o posibilidad de utilizar las nuevas tecnologías de la información y las telecomunicaciones, entre ellas el Internet, lo que se constituye en un importante desequilibrio por marginación para millones de personas excluidas de tales oportunidades para mejorar su calidad de vida, comunicarse, enseñar, aprender o trabajar en una forma distinta e innovadora; mien-tras, en otros países la situación no resulta tan difícil o efectivamente la población sí cuenta con tales servicios.

En el caso del comercio, no es cierto que su aumento y la diversificación se haya traducido en un me-joramiento del nivel y la calidad de vida de millones de personas alrededor del mundo; muchos siguen sufriendo de carencias, vejaciones, maltrato, violencia, sin que esto parezca importar a los países ricos que siguen viendo a los países pobres más como presa comercial que como sujeto de ayuda.

Los importantes cambios ocurridos en lo político a nivel mundial desde finales de los ochentas, han llevado a una transformación de los focos de poder en el mundo dando paso al surgimiento de nuevos focos de poder político y económico. Como ejemplo, la transformación y el imparable crecimiento eco-nómico de la China de la última década plantea nuevos retos en materia de intercambio comercial entre países, ahora inundados por bienes de consumo producidos en ese país.

En este estado de cosas, el mundo parece orientado paso a paso hacia un estilo de vida consumista y dilapidador de recursos escasos, aunque ese desenfreno en el uso de esos recursos esté llevando al planeta hacia una catástrofe ecológica por contaminación de la atmósfera, contaminación de acuíferos, contaminación de suelos y aguas por plaguicidas y pesticidas utilizados sin medida y control, en donde lo que importa es maximizar la producción y los beneficios de corto plazo sin contabilizar los costos ambientales de mediano y largo plazo.

En este enmarañado escenario mundial en lo político, lo económico, lo social, etc., en donde la fuer-za, la intimidación o el querer sacar ventaja del otro se ha convertido en un norte, las organizaciones políticas en los distintos países han entrado en una grave crisis sin atinar muchas veces hacia dónde va el mundo y menos hacia dónde orientar sus respectivos países.

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En este estado de cosas, mientras unos pregonan como solución en lo económico la globalización de los mercados y el denominado libre comercio entre países, otros vuelven con añoranza sus ojos hacia el Estado interventor buscando resolver los problemas de hoy con organizaciones del pasado.

En el caso de Costa Rica, los importantes logros del país en materia de educación pública, agua po-table, desarrollo eléctrico y telecomunicaciones, como objetivos nacionales alcanzados gracias al papel jugado por instituciones públicas apoyadas por el Estado en su momento, parecen comprometidos ante quienes parecen vislumbran tales logros no como derechos de los ciudadanos sino como mercancías; y en países con economías tan pequeñas y vulnerables como la nuestra, es fácil caer presa de centros de po-der económico que pretenden sacar ventaja de las debilidades de tales economías, máxime si se cuenta con el concurso de políticos criollos que sirven de caja de resonancia local a tales pretensiones.

Es entonces que a nivel político resulta impostergable redefinir el papel o la visión del Estado que necesitamos, pero teniendo como objetivos el mejoramiento de la calidad de vida, el derecho a la salud y una educación de calidad, así como el derecho a disfrutar de servicios públicos de calidad y al menor costo en energía, telecomunicaciones, agua potable, etc., para todos los costarricenses y no la acumula-ción de la riqueza en manos de unos pocos.

Al respecto, en opinión de un grupo de académicos de la Universidad de Costa Rica plasmada en el docu-mento “Evolución, estado actual y futuro de la electricidad y las telecomunicaciones en Costa Rica” se dice:

“Sin duda alguna, le corresponde al Estado desempeñar un papel estratégico como centro de carácter fundamental, en tanto debe procurar el mejoramiento de la calidad de vida de la población, así como una justa distribución de los ingresos, facilitando mejores condiciones de salud, educación y vivienda a diferentes grupos que componen la sociedad”.

En otras palabras, a Costa Rica no le conviene un modelo de desarrollo centrado en lo económico sino, como plantea el documento supracitado, en un desarrollo humano y sostenible para el país y sus habitantes, en donde el Estado mantenga como uno de sus principios básicos el dominio de los recursos y el acceso universal a los servicios que considere estratégicos en materia de salud, educación, electricidad y telecomunicaciones, entre otros.

7.2 Objetivo generalDisponer de una visión lo más completa posible del estado actual de la enseñanza, la innovación, la

investigación y el desarrollo en energía y sistemas de potencia en Costa Rica con el objetivo de definir con posterioridad los aspectos más relevantes para el desarrollo científico y tecnológico del país en un horizonte de largo plazo.

7.2.1 Objetivos específicos● Identificar a nivel nacional, tanto en el sector público como en el sector privado, el estado de las dis-

tintas iniciativas y actividades que se realizan actualmente en enseñanza, investigación, desarrollo e innovación en materia de energía y sistemas de potencia.

● Establecer en la medida de lo posible cuáles son las fuentes y los canales utilizados para el financia-miento y la difusión de los resultados de tales iniciativas y actividades.

● Identificar las instituciones y en general las distintas entidades del sector público y del sector privado (ministerios, instituciones descentralizadas, instituciones de educación superior pública, universida-des privadas, fundaciones, cooperativas y organizaciones no gubernamentales (ONG) que trabajan en el tema de la energía y los sistemas de potencia.

7.3 AntecedentesComo punto de partida para tratar de plantear hacia dónde orientar el futuro del país en materia

de enseñanza, investigación, desarrollo e innovación en ciencia y tecnología, es imprescindible definir previamente hacia dónde dirigirnos en el contexto de un Estado solidario, estratégico y activo.

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Al respecto, un grupo de académicos del sector universitario estatal, en asocio con el Dr. Franklin Chang, científico costarricense de renombre mundial, se ha puesto como meta el establecimiento en el corto plazo de un Plan Estratégico Nacional en Enseñanza, Investigación, Innovación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología.

Dicha iniciativa y el presente trabajo, son parte de la tarea que le corresponde jugar ante el país a la Universidad pública y a quienes formamos parte de ella. Al respecto, citamos las palabras de la Dra. Yamileth González García, Rectora de la Universidad de Costa Rica, en la presentación del libro “TLC con Estados Unidos. Contribuciones para el debate”, cuando dice:

“Ser Universidad pública no es mantenerse en una torre de marfil aislada de la realidad. Es ser con-ciencia y reto, respuesta y esperanza. Es tener la capacidad de luchar por las convicciones con pertinen-cia; tener la visión para actuar como intermediadora de los grupos más vulnerables y tener la posibilidad de conducir al país por una senda de desarrollo más exitosa”.

Como parte del proceso tendiente a esbozar ese plan estratégico nacional, se hace necesario tomar en cuenta como punto de partida, un diagnóstico nacional que oriente sobre el estado de la enseñanza, la investigación, la innovación y el desarrollo en los distintos aspectos de las ciencias, la tecnología y la ingeniería en el país.

El presente trabajo es una pequeña parte de ese diagnóstico en lo que se refiere a energía y sistemas de potencia.

7.4 MetodologíaPara el cumplimiento de los objetivos del trabajo planteados y dado que el tiempo que se ha teni-

do ha sido sumamente corto, se ha optado por analizar la situación del país en materia de enseñanza, investigación, desarrollo e innovación en materia de energía y sistemas de potencia, por medio de un equipo de profesionales, que por la naturaleza de su trabajo o por su experiencia académica y profesional puedan, con suficiente propiedad, elaborar el diagnóstico combinando el criterio de expertos con entre-vistas, publicaciones de distinta naturaleza y origen e información en línea a partir de páginas de la red que se encuentran disponibles en la actualidad.

El presente informe es el resultado de dicho trabajo.

7.4 Diagnóstico prospectivo del sector energíaLa situación actual de energía en el país aparece excelentemente descrita, ordenada, clasificada y

cuantificada en el documento titulado “IV Plan Nacional de Energía. Diagnóstico del sector 2000”, de febrero de 2003, elaborado por la Dirección Sectorial de Energía del Ministerio de Ambiente y Energía (DSE), documento que sirvió de base para la elaboración del “IV Plan Nacional de Energía 2002-2016”, elaborado por la dependencia indicada en el año 2003. Los informes indicados pueden solicitarse en forma digital a la Dirección Sectorial de Energía del MINAE y son para el presente trabajo un valiosí-simo material de referencia.

7.4.1 Organización del sector energíaEl sector energía está conformado en Costa Rica por el Ministerio de Ambiente y Energía (MI-

NAE), el Consejo Subsectorial de Energía, la Secretaría Técnica del Sector (DSE) y entidades tales como la Refinadora Costarricense de Petróleo (RECOPE), el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), la Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos (ARECEP), el Ministerio Planificación Na-cional y Política Económica (MIDEPLAN) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MICIT).

Trabajan en investigación, desarrollo, enseñanza e innovación en materia energética la Universidad de Costa Rica, la Universidad Nacional, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, el Instituto Costarri-cense de Electricidad y la Compañía Nacional de Fuerza y Luz (esta última empresa privada de interés

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público de propiedad mayoritaria del ICE), el sector privado representado por la Cámara de Industrias de Costa Rica y por varias organizaciones no gubernamentales, de las cuales la que trabaja con mayor relevancia el tema energético en la actualidad es la Biomasa Users Network (BUN-CA).

7.4.2 Limitaciones y aspectos a considerar en el diagnósticoPor la naturaleza del diagnóstico, el tema de energía y los sistemas de potencia se ha considerado

exclusivamente en el marco de programas, proyectos, iniciativas o actividades ligadas directamente a la enseñanza, la investigación, la innovación y el desarrollo, dejando un tanto de lado aquellos proyectos en generación, transmisión y distribución de electricidad que se realizan en el país con el objeto de sa-tisfacer la demanda de electricidad en el Sistema Nacional Interconectado, se trate del ICE, entidades municipales de interés público, cooperativas de electrificación rural, o empresarios privados y salvo que se trate de proyectos que de algún modo tengan un componente en enseñanza, investigación, innovación o nuevos desarrollos.

El mismo trato se da a los proyectos de energía en el transporte, en el tanto se trate de tecnologías conocidas o desarrolladas y probadas en otros países de mayor desarrollo relativo que no tengan un componente claro en materia de enseñanza, investigación, innovación o desarrollo, a realizarse especí-ficamente en el país, o se trate proyectos tendientes al mejoramiento de los canales de distribución de combustibles, o al mejoramiento de las instalaciones físicas de RECOPE y sus planteles.

En cuanto a energía se incluyen tanto energías renovables como energías no renovables que se utili-cen en el país.

Interesan iniciativas en energía y sistemas de potencia en su forma más amplia, cuyo objetivo se oriente a la conservación de recursos naturales, al ahorro de energéticos escasos, la sustitución de pe-tróleo y derivados por energías renovables, al mejoramiento de la calidad de la energía y los sistemas de conversión, a la innovación en materia de usos productivos de la electricidad, al mejoramiento del factor de carga del Sistema Nacional Interconectado, a la innovación en materia de uso final de la energía, al uso de tecnologías innovadoras en generación en pequeña escala, al desarrollo de tecnologías para el mejoramiento de la confiabilidad de los sistemas eléctricos, etc.

7.4.3 Entidades que realizan labores de investigación, enseñanza y desarrollo de tecnologíaNo son muchas las entidades tanto del sector público como del sector privado que realizan labores

de investigación, enseñanza y desarrollo de tecnología en energía en el presente. Las principales son las siguientes:● Universidad de Costa Rica

● Facultad de Ingeniería● Escuela de Ingeniería Eléctrica● Escuela de Ingeniería Química● Escuela de Ingeniería Mecánica● Instituto de Investigaciones en Ingeniería

● Centro de Investigaciones en Desarrollo Sostenible● Centro de Electroquímica y Energía Química

● Universidad Nacional● Departamento de Física

● Instituto Costarricense de Electricidad● Planificación Eléctrica● Laboratorio de Investigación y Mantenimiento de Equipos de Alta Tensión

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● Laboratorio de Simulación de Sistemas de Potencia● Laboratorio de Eficiencia Energética

● Compañía Nacional de Fuerza y Luz S.A.● Dirección de Conservación de Energía

● Refinadora Costarricense de Petróleo S.A.● Cámara de Industrias de Costa Rica● Biomass Users Network (BUN-CA)

Por su parte, en el caso de los sistemas de potencia se encuentran:

● Instituto Costarricense de Electricidad● Universidad de Costa Rica

● Escuela de Ingeniería Eléctrica

7.4.4 Visión general del estado de la situaciónLa situación del sector energía en materia de investigación, enseñanza, innovación y desarrollo tec-

nológico es muy desalentadora en la actualidad. Las distintas iniciativas, salvo contadas excepciones, se refieren a actividades, proyectos o programas que se desarrollan en forma aislada, desarticulada, con poca o nula coordinación y sin que exista una directriz política clara sobre el particular, tanto a nivel del gobierno central como en el seno de las instituciones que realizan tales iniciativas. En el caso de la energía, el MINAE se muestra un poco errático, quizás dando una importancia desmedida al sector del ambiente y descuidando un tanto el sector energía.

Se hace la observación expresa de que la Dirección Sectorial de Energía (DSE) del MINAE se es-fuerza por seguir adelante con su labor en materia de establecimiento de planes nacionales de energía y balances energéticos, así como orientando y coordinado planes y proyectos en sustitución de derivados del petróleo por energéticos renovables, entre otras de sus tareas. Sin embargo, su labor resulta insufi-ciente y en apariencia muy por debajo de las actividades desarrolladas por el Ministerio años atrás.

A lo anterior se debe agregar la crisis que ha afectado al ICE en los últimos 10 años y que no parece acabar, pues mientras algunos dirigentes políticos se empeñan en convertir tan importante institución del Estado en una empresa con fines mercantiles y comerciales, otros parecen añorar sus primeros años pero en un mundo y un país muy distintos. Como consecuencia, la crisis del ICE ha hecho trastrabillar varios de los proyectos y programas en enseñanza, investigación y desarrollo en materia de energía y sis-temas de potencia en que dicha institución estaba interesada hace algunos años. No obstante lo anterior, resulta importante destacar la presencia de dos o tres iniciativas al interior del ICE que se esfuerzan en desarrollar el tipo de actividades que interesa para el presente diagnóstico. Por su parte, en el caso de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz S.A., los programas en transporte eléctrico aunque mantienen en la actualidad su dinámica, esta no es la misma de hace algunos años y más bien tales esfuerzos y su falta de continuidad muestran la falta de dirección política y de planeamiento existente en instituciones y em-presas estatales en materia de energía. Se hace la excepción de las actividades que realiza dicha empresa desde hace varios años en conservación y ahorro de energía y energías renovables.

7.4.5 Barreras en materia de enseñanza, investigación, innovación y desarrollo de tecnología

Varias son las barreras que dificultan, obstruyen o hacen difícil la labor en enseñanza, investigación, innovación y desarrollo de tecnología en energía y sistemas de potencia en el país. Entre las principales se cuentan:

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● Ausencia de una directriz política clara de hacia dónde dirigirnos en materia de energía que trascien-da un gobierno en particular.

● Falta de continuidad de los proyectos, los cuales aparecen y desaparecen con cada cambio de admi-nistración.

● Falta de claridad en el país sobre el papel a otorgar al Estado y la empresa privada en materia de energía.

● Escasez de recursos financieros para investigación, desarrollo e innovación en materia de energía.● La mayoría de las actividades, proyectos o programas que se realizan tienen presupuestos muy re-

ducidos y muchas de las iniciativas no se realizan por falta de recursos financieros, tanto en el sector público como en el sector privado.

● Ausencia de legislación o legislación inapropiada, así como instrumentos jurídicos y administrativos que en vez de impulsar iniciativas, actividades, proyectos y programas en energía, más bien actúan en sentido contrario.

● Ausencia o deficiencia de mecanismos financieros apropiados para impulsar iniciativas, actividades, proyectos y programas con alto contenido en investigación, innovación y desarrollo tecnológico. Los bancos tanto estatales como privados carecen de líneas de crédito blando para este tipo de actividades y de fondos no reembolsables o fondos para proyectos innovadores de riesgo compartido.

● La llamada banca pública se ha convertido en una banca comercial que “compite” con los bancos privados y cuyo objetivo parece ser encarecer cada vez más el costo del alquiler del dinero y a su vez pagar cada vez menos al ahorrante.

● Ante la ausencia de prioridades y la falta de unidad en objetivos nacionales en materia de enseñanza, investigación, innovación y desarrollo tecnológico, las organizaciones llamadas a servir de incentivo en esa materia tales como el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MICIT) o el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICT) han pasado a ser organizaciones que subsis-ten pero que poco aportan.

7.4.6 Fortalezas y DebilidadesFortalezas en enseñanza, investigación, innovación y desarrollo en energía y sistemas de potencia:

● Se cuenta con una buena cantidad de recursos humanos especializados en las universidades públicas, las instituciones del Estado y la empresa privada con maestrías y doctorados académicos en ciencias básicas e ingenierías.

● Se cuenta con las organizaciones del Estado y la empresa privada que pueden encargarse de llevar a cabo no solamente la coordinación sino la ejecución de actividades, proyectos y programas de inves-tigación, enseñanza, innovación y desarrollo tecnológico.

● Las organizaciones cuentan con los canales de comunicación e infraestructura requeridas para efec-tuar una labor eficaz y eficiente de coordinación.

● El país cuenta con una gran diversidad de fuentes de energía con las cuales realizar investigación y desarrollo tecnológico, entre otras: energía hidráulica, energía eólica, energía geotérmica, energía mareomotriz, energía solar, energía biomásica.

● Se cuenta con un sector industrial, comercial y residencial con amplias posibilidades para realizar investigación, enseñanza, innovación y desarrollo tecnológico, orientado al ahorro de electricidad y energéticos escasos y uso eficiente de la energía, pero no existen incentivos tangibles para el empre-sario para dedicar recursos a tales iniciativas.

Debilidades en enseñanza, investigación, innovación y desarrollo en energía y sistemas de potencia:● No existen recursos económicos para llevar a cabo estas labores con amplitud, pertinencia y profun-

didad.

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● Varias de las organizaciones que trabajan en energía y sistemas de potencia lo hacen en forma total o casi totalmente descoordinada, con no pocas duplicaciones.

● Muchos de los proyectos, programas, iniciativas o actividades no obedecen a un hilo conductor de largo plazo y muchos de ellos se realizan ante las ocurrencias de una u otra persona, entidad o admi-nistración.

● Varias de las universidades públicas con grupos especializados que podrían dedicarse a la investi-gación, innovación y desarrollo tecnológico, han optado por la venta de servicios repetitivos como medio de generar recursos para tales, desvirtuándose con ello el objetivo principal de tales entes.

● En la última década los políticos han ido transformando paulatinamente al ICE más en una empresa con fines mercantiles y comerciales que en una institución del Estado cuyo objetivo es el mejora-miento de los servicios en beneficio del usuario.

● La carencia de recursos para investigación, desarrollo e innovación, o limitación unida a un mercado tan pequeño, hace que la investigación tecnológica se convierta más en una curiosidad o ejercicio académico que en un instrumento de cambio a nivel del país.

7.5 Información complementariaPara la elaboración de este diagnóstico se utilizó información complementaria sobre las actividades,

proyectos específicos o personas que trabajan en energía y sistemas de potencia en Costa Rica.

7.6 Conclusiones y recomendacionesEl presente trabajo no es, ni pretende ser exhaustivo, pero plantea algunos aspectos por los cuales se

considera que las actividades en innovación, enseñanza, investigación y desarrollo tecnológico en energía y sistemas de potencia no tienen la extensión, la continuidad, el dinamismo o la coordinación que deberían de tener en un país de recursos económicos escasos pero de una gran diversidad de fuentes de energía.

Llama la atención la escasa participación del sector privado nacional en investigación, innovación, enseñanza y desarrollo tecnológico en energía y sistemas de potencia, así como la duplicidad de esfuer-zos a nivel de instituciones del Estado en conservación y uso eficiente de energía.

Finalmente, se considera que la elaboración de un diagnóstico exhaustivo debe llevar aparejado el co-rrespondiente financiamiento y el tiempo suficiente para realizarlo, aspectos que no se han contemplado en el presente caso.

8.- Subgrupo temático de sistemas de comunicación

8.1 Temáticas generales tentativasLa subcomisión de comunicaciones está orientada a tratar la temática del estado de la investigación

tanto en el campo privado de las comunicaciones y la docencia, como en el público, haciendo énfasis en el campo de las telecomunicaciones. Por comunicaciones se entenderá todos los aspectos asociados a las tecnologías que permiten la interconectividad entre dos o más puntos distantes; algunos aspectos que contempla esta temática son los siguientes:● Antenas y propagación● Modulación y demodulación● Detección y corrección de errores● Compresión● Redes de computadoras● Sistemas móviles● Sistemas multimediales● Sistemas de comunicación óptica

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8.2 Detalle de las actividades del diagnósticoComo parte de las actividades previas a la definición de un plan estratégico en esta temática se iden-

tificaron las siguientes tareas o etapas.Evaluación de la situación actual. Esta etapa involucra un levantamiento del inventario de las activi-

dades académicas tales como programas de maestría, cursos académicos de comunicación y elaboración de un análisis tipo FODA. La etapa posterior es la identificación de brechas y, finalmente, el diseño de la estrategia, Es así como los representantes de la Universidad de Costa Rica y el Instituto Tecnológico de Costa Rica aportaron un inventario de los cursos y materias asociadas al tema; además, el Ing. Luis Diego Marín aportó un elemento nuevo sobre la metrología en el campo de las comunicaciones.

8.3 Inventario de recursosPara el presente diagnóstico, la comisión analizó un inventario facilitado por la Escuela de Ing. Eléc-

trica de la Universidad de Costa Rica (UCR), así como, de la Escuela de Ingeniería Electrónica del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR). La Escuela de Ingeniería Eléctrica aportó un detalle del programa de Maestría en Ingeniería Eléctrica con énfasis en comunicaciones digitales, el cual a la fecha ha graduado 30 estudiantes bajo la modalidad de maestría profesional en dos promociones; la misma comprende una variedad de cursos dedicados a redes de telecomunicaciones, sistemas de transmisión, sistemas móviles y gestión de redes de telecomunicaciones así como laboratorios afines.

La Escuela de Ingeniería Electrónica del ITCR aportó documentación sobre el programa de Maes-tría en Computación y la Licenciatura en Electrónica, incluyéndose los laboratorios, recursos audio-visuales, facilidades de infraestructura y proyectos de investigación realizados, así como el detalle del profesorado de la Escuela, además de un análisis FODA.

Adicionalmente, se contactó a la Universidad Latina para que aportara información de este inventa-rio como elemento representativo del sector privado, pero, no se obtuvo respuesta, por lo cual no se pudo incorporar al trabajo. Situación similar se presentó con RACSA, a la que se le solicitó aportar datos sobre el inventario de infraestructura para la enseñanza de las telecomunicaciones.

8.4 Diagnóstico FODAA continuación se detalla el diagnóstico FODA de investigación y docencia en telecomunicaciones

cuadro nº 10.1Fortalezas● Recurso humano capacitado.

● Experiencia docente universitaria de varios años

en ingeniería.

● Fortaleza en el desarrollo de software de aplicacio-

nes en comunicaciones.

● Programas de ingeniería acreditados.

● Facilidades de acceso a Internet para información.

● Recurso humano con gran interés en el desempe-

ño de la investigación.

● Mercado para productos de valor agregado cre-

ciente.

✍ Nuevos convenios de cooperación con algunas

instituciones públicas como el ICE y algunas priva-

das como INTEL.

● Estabilidad social del país.

Debilidades● La retribución económica para la investigación no

es competitiva.

● No existen planes de cooperación yo financiamien-

to con empresas del ramo en el país apoyar estas

iniciativas en un mediano plazo.

● No hay una política gubernamental en tal sentido,

especialmente de incentivos económicos a las em-

presas que apoyen iniciativas de I+ D.

● Pocos docentes con doctorado en el tema.

● Limitaciones económicas para que las universida-

des apoyen estos programas de investigación.

● Limitaciones de recursos para fomentar oportunida-

des de estudiar doctorados o grados avanzados.

● No se le ha dado prioridad al tema de la investiga-

ción en el campo de las telecomunicaciones a nivel

nacional.

274

Fortalezas● Relativo acceso a especificaciones de estándares

como son los de IETF, IEEE y UIT, entre otros.

● Acreditación de algunas carreras de licenciatura en

ingeniería eléctrica.

● Existencia de nuevos docentes con motivación

para hacer carrera en la enseñanza de la ingeniería

eléctrica, con interés de efectuar estudios de doc-

torado.

● Reconocimiento de las principales universidades

estatales costarricenses a nivel internacional.

● Esfuerzos conjuntos de las universidades estata-

les y el MICIT para implementar la Red Nacional de

Investigación Avanzada apoyada en la red Internet

del ICE.

● Demanda por estudiar las carreras en sistemas de

comunicación.

Debilidades● Ausencia de una industria de las telecomunicacio-

nes que fomente la investigación.

● No hay incentivos para una dedicación a la investi-

gación en comunicaciones.

● Carencia de laboratorios universitarios con las

condiciones apropiadas para la investigación en el

área de telecomunicaciones.

● Bibliografía especializada escasa y de alto precio.

● Dificultad para participar en foros científicos de

alto nivel.

● El índice de educación bilingüe es bajo.

● Ciertos equipos de medición son sumamente ca-

ros en telecomunicaciones al igual que su mante-

nimiento, reparación y calibración.

● Relativa limitación en cuanto al idioma inglés para

poder lograr mayores intercambios internaciona-

les de cooperación y financiamiento de proyectos

de investigación.

● Falta de un plan estratégico para desarrollar la in-

vestigación y desarrollo tecnológico en el país.

● Limitantes en el desarrollo de infraestructura apro-

piada para la implementación de una política de

metrología para telecomunicaciones.

● Ausencia de planes de investigación en el campo

de la seguridad y gestión de redes de telecomuni-

caciones para el desarrollo de nuevos productos y

servicios.

● Ausencia de una articulación de los sectores pri-

vado y público en el desarrollo de la investigación

dándose una serie de esfuerzos aislados en el

campo de la investigación y desarrollo.

● Falta de recursos financieros para el mejoramiento

de los laboratorios de educación superior.

● La investigación de alta calidad es mínima.

● Falta de mayor vinculación con universidades de

prestigio mundial.

● Limitado intercambio de estudiantes internaciona-

les de grado y postgrado.

cuadro nº 10.1(continuación)

275

8.5 Comentarios adicionales. Algunos participantes, además del FODA, han planteado las siguientes observaciones:

a. Fortalecer la investigación en el campo de las redes de informática. Se indica que han dado esfuerzos aislados los que se han dado en la investigación solo se de este campo y no se les ha dado continuidad.

b. Se han establecido iniciativas de desarrollo de proyectos teóricos, algunas por instancia individual de estudiantes que laboran en empresas privadas o instituciones estatales, a las cuales no se les ha dado la sostenibilidad del caso.

c. Fomentar los proyectos de desarrollo e innovación: a la fecha los esfuerzos han sido pocos y algunos han conducido a establecer prototipos para afrontar problemáticas muy particulares.

d. Se ha identificado el campo de la metrología como componente de apoyo de las telecomunicaciones sujeto a esfuerzos individuales, en el caso de la Universidad de Costa Rica mediante el Laboratorio de Fotónica, conocido como LAFTLA; y en el Instituto Costarricense de Electricidad se han iden-tificado algunas iniciativas para establecer laboratorios de metrología no solamente para telecomuni-caciones sino también en el campo de energía.


Oportunidades● Establecer una política que incentive la investiga-

ción en telecomunicaciones.

● Apertura de un nuevo campo de investigación.

● Crear un programa de doctorado a nivel nacional

en el campo de las comunicaciones.

● Desarrollos para la promoción de tecnología de

punta.

● Establecimiento de industrias de tecnología de

punta que fomenten I + D.

● Establecimiento de un programa (becas, pasan-

tías, cursos) para facilitar (económicamente) la

educación bilingüe a los involucrados en el desa-

rrollo de la investigación.

● Fomentar el acercamiento entre la industria de las

telecomunicaciones y las universidades en aras de

un beneficio mutuo.

● Creación de un plan estratégico fuerte para incen-

tivar la investigación y el desarrollo tecnológico.

● Establecer un programa de becas para el estudio

de postgrado en maestría y doctorado en comuni-

caciones.

Amenazas● Seguir en el mismo derrotero siendo dependientes

de la tecnología.

● Fuga de potenciales talentos del país.

● Subdesarrollo tecnológico.

● Pérdida de competitividad del país.

● Pérdida de peldaños en el IDH (índice de desarro-

llo humano).

● Disminución del interés de futuras generaciones

de estudiantes por esta área.

● Aumento de la brecha tecnológica.

276

A continuación se esquematiza el plan de trabajo de esta subcomisión.

8.6 Recomendaciones y conclusionesDespués de analizar el FODA se pueden establecer las siguientes recomendaciones.

8.6.1 Recomendaciones1) Establecer una política integral sobre la investigación en el campo de las comunicaciones, que unifi-

que los diferentes entes públicos y privados.2) Se recomienda que el MICIT asuma el papel de regente de dicha política integral y que le dé segui-

miento a su cumplimiento.3) Establecer un programa de becas orientado al establecimiento de programas de doctorado y reforzar

los posgrados en comunicaciones.4) Establecimiento de un doctorado en comunicaciones que permita incentivar las actividades de I+D

en el país.

8.6.2 ConclusionesEntre las principales conclusiones se destacan las siguientes:

1) Actualmente no existe una política que incentive la investigación en el campo de las comunicacio-nes.

2) La retribución económica para dedicarse al campo de la investigación es poco atractiva.3) Existe experiencia docente en el campo de las comunicaciones.4) Hay recurso humano con interés en adentrarse en el tema de la investigación.5) Existe un proceso de acreditación, en el área de las comunicaciones, con universidades extranjeras en

algunos programas de enseñanza universitaria.6) Se requiere de mayores aportes para contar con una infraestructura de laboratorios apropiada para

fomentar la investigación.7) Dotación de recursos limitados a los centros de enseñanza estatal dedicados a mejorar la infraestruc-

tura de los laboratorios en el campo de las comunicaciones.

grafico nº 10.1

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277

8) Ausencia de un plan estratégico para el desarrollo de iniciativas en el campo de las comunicaciones.9) Se identificaron planes de estudio en dos de los principales centros de educación universitaria esta-

tales.

9.- Subgrupo temático de control automático

9.1 Definición del control automáticoEl control automático se define como aquella rama de la ciencia y la tecnología que se centra en el

desarrollo de dispositivos y sistemas que puedan operar sin la intervención directa del ser humano, en los cuales se lleve a cabo algún tipo de pensamiento o procesamiento para realizar el trabajo. La prin-cipal tarea del control automático es la regulación de una o más variables de control en cierto valor o ámbito de valores, a pesar de las variaciones producidas por cambios en parámetros o perturbaciones. En procesos de control industriales, las variables de control pueden referirse a temperaturas, presión, flujo, nivel, concentración química y muchas otras. En sistemas de control de trayectoria o movimiento, la variable principal de control puede ser la posición, velocidad o aceleración. En sistemas eléctricos y en sistemas de comunicaciones, el control se centra sobre las variables de voltaje, corriente, potencia y frecuencia. El control automático clásico se refiere a la utilización de la teoría de control realimentado, que se basa en la comparación de la variable de salida con un cierto valor de referencia y la corrección del error. Sin embargo, el desarrollo del control automático ha producido, en los últimos años, un gran número de teorías y técnicas denominadas control moderno, entre las cuales se pueden mencionar el control adaptivo, control predictivo, control robusto, lógica difusa, técnicas no lineales, redes neuronales, algoritmos genéticos, etc.

Áreas de interés e impacto nacional relacionadas con el tema son:1. Control continuo y digital de procesos industriales2. Robótica3. Sensores y actuadores4. CIM (Computer Integrated Manufacturing o Manufactura Integrada por Computadora)

9.2 Inventario de recursos

9.2.1 Docencia e investigación, desarrollo e innovación

Universidad de Costa Rica

Escuela de Ingeniería Eléctrica

Profesores que imparten cursos en el tema:Ing. Víctor M. Alfaro.UCR-Universidad de Santiago, Chile.

Ing. Ismael Mazón González, M.Sc.UCR-Universidad Santa María, Chile.

Ing. Guillermo Loría Martínez, Ph.D.UCR -Universidad de Bucarest, Rumania.

Luis Gólcher Barguil, M.Sc.UCR

278

Ing. Jorge Blanco AlfaroUCR

Ing. Roberto RodríguezUCR

Becarios en el exterior haciendo doctorado:José Antonio RamírezControl automático de procesos industrialesUniversidad de Cincinatti, Estados Unidos.

Alexis MaldonadoSistemas autoguiadosUniversidad de Berlín, Alemania.

Ing. Orlando ArrietaControl automático de procesos industrialesUniversidad de Barcelona, España.

Cursos que se imparten en los diferentes programasBachillerato en ingeniería eléctrica● Análisis de sistemas● Sistemas de control● Laboratorio de control automático

Licenciatura en ingeniería eléctrica● Control e instrumentación de procesos industriales● Control eléctrico industrial● Sistemas en tiempo discreto● Sistemas no-lineales Maestría en ingeniería eléctrica● Control digital● Teoría moderna de control automático● Control inteligente● Técnicas de optimización● Identificación de sistemas● Control estocástico● Control de movimiento de robots manipuladores● Laboratorio de microcontroladores Laboratorios de enseñanza e investigación● Laboratorio de automatización industrial

Laboratorios de apoyo● Laboratorio de circuitos digitales● Laboratorio de microcontroladores

279

● Laboratorio de investigación en circuitos integrados● Laboratorio de máquinas eléctricas

La lista de proyectos finales de graduación de estudiantes en el área de control automático así como los equipos más importantes, se pueden ver en los apéndices.

Escuela de Ingeniería Mecánica

DocenciaSe imparten dos cursos:

● IM-0300 “Análisis de sistemas”, el cual comprende conceptos de análisis de sistemas dinámicos linea-les y una introducción a los sistemas de control automático

● SP-6226 “Taller de sistemas CAD-CAM”, orientado a la programación numérica de máquinas-he-rramienta

InvestigaciónEl énfasis de la investigación en el área se ha centrado en la robótica donde se han desarrollado los

siguientes proyectos:● Desarrollo del laboratorio de robótica● Aplicación de la robótica asistida por control numérico (CNC)● Desarrollo del laboratorio de mecatrónica

Escuela de Ingeniería Química

Docencia● Se imparte solo un curso en el área: IQ-0517–“Control e instrumentación de procesos”. En este

curso se cubren las técnicas de control clásico en el dominio del tiempo y la frecuencia y su aplicación a los procesos industriales. Se hace una introducción al control digital.

● Laboratorio: no se realizan prácticas de laboratorio en el área, la Escuela no cuenta con equipo para tal fin.

Investigación● No existe ningún proyecto activo de investigación en esta área. En el pasado se han efectuado al-

gunas tesis de licenciatura en el área de control de proceso, pero han sido pocas. No hay planes concretos a corto plazo para desarrollar esta área.

Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR)Este documento resume información relacionada con el área de control automático en las carreras

de Ingeniería en Electrónica, Ingeniería en Mantenimiento Industrial e Ingeniería en Producción Indus-trial del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR).

Contempla los cursos relacionados con el área de control que se imparten en las diferentes escuelas del ITCR, así como el recurso humano involucrado directamente con estos cursos y en proyectos de desarrollo o investigación. También se presenta un resumen de los recursos materiales (laboratorios y equipos) disponibles en las diferentes escuelas para la enseñanza, desarrollo e investigación.

Por último se hace referencia a los proyectos de investigación que se desarrollan actualmente en la institución y un listado de los proyectos de graduación relacionados con control automático que se han realizado recientemente, como último requisito para optar por el grado de Bachillerato/Licenciatura en Ingeniería en Electrónica.

280

DocenciaCursos que se imparten relacionados con el tema. Se menciona solamente el nombre:

● Control automático● Laboratorio de control automático● Introducción a la mecatrónica● Automatización industrial● Investigación

Recursos humanosLas escuelas de Ingeniería en Electrónica, Mantenimiento Industrial y Producción Industrial tienen

profesionales que trabajan en el área de automatización de procesos industriales.

Escuela de Ingeniería en ElectrónicaIng. Arys Carrasquilla Batista. Ingeniera en Electrónica.Bachiller en Ingeniería en Electrónica, ITCR.Master en Computación con énfasis en telemática, ITCR.

Ing. José Alberto Díaz García. Ingeniero Eléctrico.Bachiller en Ingeniería Eléctrica, UCR.Master en Administración de Negocios, ITCR.

Ing. Eduardo Interiano Salguero. Master en Ingeniería Electrónica.Bachiller en Ingeniería Electrónica, ITCR, 1985.Licenciado en Ingeniería Electrónica, ITCR, 1992.Master en Control Automático, Universidad Técnica de Hamburgo-Harburg, Alemania 1996.

Ing. Juan Carlos Jiménez Robles. Ingeniero en Electrónica.Bachiller en Ingeniería Electrónica, ITCR, 1991.Licenciatura en Ingeniería Electrónica, ITCR, 2004.

Ing. Sergio Morales Hernández. Ingeniero en Electrónica.Bachiller en Ingeniería en Electrónica, ITCR.Licenciatura en Ingeniería Electrónica, ITCR, 2004.

Ing. Gabriela Ortiz León. Ingeniera en Electrónica.Bachiller en Ingeniería en Electrónica, ITCR, 1993.Master en Ingeniería Eléctrica/Diseño de Sistemas y Tecnología, énfasis en automatización, Uni-versidad de Ciencias Aplicadas Darmstadt, Alemania, 2004.

Ing. Arnoldo Rojas. Ingeniero en Electrónica.Ingeniero en Electrotecnia, Escuela Superior Profesional de Konstanz 1979.Ingeniero Diplomado, Electrónica de Potencia, Grado Maestría, Universidad Técnica de Berlín RFA, 1991.

Recursos materialesInfraestructura disponible para investigación y enseñanza en la Escuela de Ingeniería en Electrónica.El espacio físico disponible comprende laboratorios para trabajo grupal o individual. Los laboratorios

281

están a disposición de todos los estudiantes de cursos superiores en la carrera de Electrónica y hay asistentes, seis días a la semana, que se encargan del control de equipo y personas que utilizan los labo-ratorios.● Laboratorio básico de automatización● Laboratorio de hidroneumática● Laboratorio de robótica

Soportes indirectos:● Laboratorio básico de sistemas digitales (soporte indirecto para el área de control)● Laboratorio de electromecánica (soporte indirecto para el área de control)● Las herramientas de software disponibles

InvestigaciónLos siguientes son los proyectos de investigación más representativos en este tema:

● Visión 3D, tecnología avanzada para la industria robótica● Diseño y construcción de mesa termogradiente● Diseño y construcción de un torno de control numérico

Proyectos de graduación en la Escuela de Ingeniería en Electrónica

Los proyectos de graduación se realizan durante el último semestre del plan de estudios.

Situación en las universidades privadasEste tema se enfoca solamente desde el punto de vista de la enseñanza. En la siguiente tabla se mues-

tra el detalle de las universidades, las carreras y la materia (curso) en que se enseñan los fundamentos de esta disciplina.

cuadro nº 10.2Enseñanza del control automático en las universidades privadas de Costa Rica

Universidad Carrera Materia Sigla

Universidad Latina Ingeniería en Sistemas de control BIE-24

Electromedicina

Ingeniería Electrónica Instrumentación virtual BINGE-51

Control Automático I BINGE-59

Universidad Ingeniería Electrónica Sistemas de Control Automático I

Hispanoamericana Sistemas de Control Automático II

Lab. de Sistema de Control

Automático II

Universidad Interamericana Ingeniería Industrial Ingeniería de Control IEC-630

Ingeniería Mecánica Ingeniería de Control IEC-630

Lab. de Ingeniería de Control IEC-740

Ingeniería Electrónica y Ingeniería de Control IEC-630

Comunicaciones Ingeniería de Control II IEC-730


Ingeniería Electromecánica Ingeniería de Control IEC-630


282

9.2.2 Comentarios respecto a la industrial nacionalSe hace una breve descripción de la situación de la investigación en control automático en las indus-

trias nacionales de mayor consumo de este tipo de tecnología.

Cámara de Industrias de Costa Rica (CICR)La CICR no ha efectuado nunca un diagnóstico de campo sobre el estado y actualidad de los siste-

mas de control, o el grado de la automatización en la industria nacional. Sin embargo, de la relación con sus agremiados han detectado que en este aspecto la industria se puede dividir en tres grupos:● Empresas pequeñas que producen básicamente para el mercado local, con muy poca o ninguna ins-

trumentación o sistema automatizado.● Empresas medianas con una participación importante en la exportación. La necesidad de competiti-

vidad y la certificación de calidad (por ejemplo obtener un certificado ISO 9000) les ha obligado a la modernización de sus equipos, los cuales normalmente incorporan sistemas de operación automati-zados.

● Empresas grandes, en su mayoría subsidiarias de compañías transnacionales, cuyos procesos produc-tivos son altamente automatizados y tecnológicamente avanzados.

La modernización obligada de los equipos de manufactura ha traído como consecuencia la necesidad paralela de capacitar al personal de operación y mantenimiento, especialmente a nivel técnico.

La CICR considera que el nivel de preparación de los graduados en la actualidad tanto a nivel técni-co (INA) como de ingeniería (UCR, ITCR) es adecuado. Sin embargo, la oferta para la actualización (cursos de extensión) del personal con varios años de haber egresado de ambos niveles, es no solo insu-ficiente sino casi inexistente.

La modernización de los sistemas de control e instrumentación actuales o su incorporación se dan fundamentalmente porque estos forman parte integral de los equipos nuevos adquiridos (caso específico de la industria metal-mecánica) y no por un desarrollo directo dentro de las empresas.

Refinadora Costarricense de Petróleo (RECOPE)Se consultó a RECOPE sobre el estado actual de sus sistemas de control y automatización y su po-

lítica de desarrollo en el área, para analizar un caso particular en un área productiva donde el control es de vital importancia. En forma resumida se pueden destacar los siguientes aspectos:● La actualización tecnológica de los sistemas de instrumentación y control tiene dos razones: obsoles-

cencia de los equipos y expansión de las capacidades productivas.


Universidad Internacional Ingeniería Industrial Análisis de Sistemas II-29

de las Américas Control AE-102

Ingeniería Electromecánica Análisis de Sistemas EM-25

Control Automático EM-29

Control e Instrumentación EM-39

Universidad Central Ingeniería Electromecánica Análisis de Sistemas

Control Automático

Control e Instrumentación

Ingeniería Electrónica Análisis de Sistemas

Control Automático

Control Digital

Control e Instrumentación

283

● La modernización de los equipos ha sido un proceso lento y a lo largo de muchos años, pero conti-nuo.

● El tipo, capacidades y demás características de los sistemas de automatización incorporados tanto en la refinería como en el oleoducto, reflejan las tendencias y normativa de la industria petrolera en ese sentido.

● El desarrollo institucional en esta área tiende a la utilización de instrumentación electrónica inte-ligente con comunicación digital, interconectada en redes de área local y sistemas de supervisión remota (SCADA).

● El personal requerido para el desarrollo y mantenimiento de estos equipos debe de combinar prepa-ración en las áreas de cómputo (hardware y software), electrónica digital, sistemas de automatización y control y diseño eléctrico en áreas clasificadas (requisito particular de la industria petrolera por trabajar con productos combustibles).

Instituto Costarricense de Electricidad (ICE)Se presentan a continuación algunos de los proyectos que se ejecutan en esta institución.

cuadro nº 10.3Investigación

Autodespacho Sandillal Sistema para la coordinación de caudal saliente de Planta Sandillal

con sistemas de riego SENARA y coordinación de control con Planta

Arenal y Corobicí

Automatización del sistema Automatización del sistema de servicio propio de Planta Sandillal

de servicio propio

de Planta Sandillal

Desarrollo Sistema de Mantenimiento Diseño e implementación de un sistema experto asociado al sistema dePredictivo C.G. Miravalles información de campo de C.G. Miravalles

Sistema Experto Sistema de supervisión experto para apoyo a operadores y personal Miravalles II de mantenimiento en la prevención de disparos en la unidad II de Miravalles

Microdespacho Diseño e implementación de una interfaz de mando remoto de PlantaArenal-Corobicí Corobicí desde Planta Arenal, para control alternativo al controlador SIAHC (automático)

Innovación Sistema de Información Integral Modernización de instrumentación de Planta Arenal y base C.P. Arenal tecnológica de información para SCADA

Sistema de Información Integral Modernización de instrumentación de Planta Corobicí y baseC.P. Corobicí (Ing. Miguel Dengo) tecnológica de información para SCADA

Sistema de Información Integral Modernización de instrumentación de Planta Sandillal y base C.P. Sandillal tecnológica de información para SCADA

Modernización del control Modernización del sistema de control de las compuertas de Planta de compuertas C.P. Sandillal Sandillal, telemando desde casa de máquinas vía una estación de trabajo

Modernización del sistema Modernización del sistema de arranque y paro de la secuencia de de arranque y paro de C.P. Arenal arranque y paro de Planta Arenal.

284

9.3 Análisis FODA


Modernización del sistema de Conversión del sistema de arranque y paro de mecanismos control de alarmas Planta Arenal electromecánicos a un sistema basado en controlador lógico programable

Modernización del sistema Modernización del sistema de control de enfriamiento de Planta Arenalde control de enfriamiento de Planta Arenal

SIAHC II Modernización del sistema de control y regulación del recurso hídrico SIAHC del complejo ARCOSA

Fortalezas● Se cuenta con recurso humano capacitado y con in-

terés en la investigación y desarrollo de proyectos.

● La gran mayoría tiene el grado de maestría científica.

● Los profesores cuentan con experiencia docente

universitaria de varios años en ingeniería.

● Las unidades académicas disponen de equipos

apropiados para la enseñanza. En algunos casos

estos laboratorios pueden ser usados para ejecu-

tar proyectos de investigación.

● Los programas de licenciatura en ingeniería de las

Escuelas de Ingeniería en Electrónica e Ingeniería

Electromecánica del Instituto Tecnológico de Costa

Rica y de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de

Costa Rica están acreditados por el “Canadian En-

gineering Accreditation Board (CEAB)”.

● Prestigio y buena imagen en la industria.

● Se dispone de buenas colecciones de libros en las

bibliotecas y facilidades de acceso a Internet.

● Se cuenta con fortalezas para realizar desarrollos

de software y hardware para aplicaciones especí-

ficas.

● Se dispone de un mercado con interés creciente de

asimilar productos de valor agregado.

● Se dispone de excelentes contactos con industria-

les e instituciones de alta demanda de productos

tecnológicos.

● Costa Rica es un país con una gran estabilidad so-

cial.

● Se cuenta con fácil acceso a literatura muy espe-

cializada.

● Se cuenta con docentes haciendo su doctorado o

en vías de hacer el doctorado y con gran motiva-

ción e interés de hacer carrera académica.

● Se cuenta con decenas de convenios firmados con

universidades de muchos países.

cuadro nº 10.4 Oportunidades● Existe la posibilidad de acceder a becas de post-

grado para realizar estudios de doctorado.

● Pueden establecerse políticas que incentiven las

actividades de investigación, desarrollo e innova-

ción.

● Se cuenta con la infraestructura administrativa y

legal para realizar proyectos de investigación, de-

sarrollo e innovación en las universidades, tanto

con industrias como con instituciones nacionales

y extranjeras.

● Se ofrecen programas de maestría académica y

doctorado en ciencias que pueden incluir temas de

tesis en control automático.

● Muchas industrias y algunas de las instituciones

estatales incorporan en sus procesos productos

tecnológicos de alta complejidad y tienen necesi-

dades de encontrar soluciones a problemas de alta

complejidad tecnológica.

● Puede establecerse un vínculo fuerte entre la in-

dustria nacional y las universidades teniendo al

Estado como facilitador.

● Promover el establecimiento de industrias de tec-

nología de punta que fomenten la investigación y

desarrollo. La presencia de estas compañías (de

capital nacional o extranjero) generaría demanda

de profesionales en diversas áreas.

● Promover la incubación de empresas de base tec-

nológica y la prestación de servicios a la industria

nacional.

285

9.4 Conclusiones y recomendacionesSe cuenta con recurso humano en el área de control automático con una buena formación univer-

sitaria y experiencia en la enseñanza de la ingeniería. No obstante, es necesario promover estudios de doctorado con el fin de ejecutar actividades científicas de alto nivel.

Se cuenta con recursos físicos necesarios para la enseñanza, la realización de experimentos básicos y soporte a proyectos de mediana complejidad. No así para proyectos de investigación de alto nivel.

Deben incentivarse y propiciarse los vínculos entre las universidades y la industria para realizar acti-vidades de investigación, desarrollo e innovación en temas relacionados con el control continuo y digital, robótica y áreas afines.

Se cuenta con programas de estudio acreditados a nivel de licenciatura; no así con maestrías acre-ditadas ni programas de doctorado en ingeniería. Sin un programa de doctorado en marcha no puede esperarse una actividad científica relevante.

Debilidades● La retribución económica para la investigación es

escasa.

● Los salarios de los profesores con doctorado, re-

cién graduados, son bajos comparados con los sa-

larios de la industria.

● Se cuenta con pocos docentes con doctorado en el

tema.

● Existen pocas oportunidades para estudios de

doctorado o post-doctorado en el área. ● El vínculo universidad-industria para ejecutar pro-

yectos de investigación es muy débil.

● Las políticas gubernamentales para estimular la

investigación son poco efectivas.

● Las fuentes de financiamiento locales para la eje-

cución de proyectos de investigación, desarrollo e

innovación son muy escasas. En la práctica se limi-

tan a recursos escasos de las propias universida-

des.

● No existe un programa de doctorado en ingeniería

en ninguna de las universidades públicas del país.

● Escasos incentivos para dedicar más tiempo a la

investigación en áreas interdisciplinarias.

● Las actividades de investigación disponen de poco

apoyo administrativo para su ejecución.

● Las escuelas disponen de pocos recursos propios

para la adquisición de equipos para realizar inves-

tigación.

● Existe poca cultura de trabajo en grupo, multidisci-

plinario e interinstitucional.

● No existen vínculos prácticos para la ejecución de

proyectos entre las universidades estatales.

cuadro nº 10.4(continuación)Amenazas

● Que continúe ensanchándose la brecha tecnológi-

ca entre los países pobres y los países ricos.

● No aprovechar eficazmente las oportunidades de

becas en el exterior.

● Que las universidades estatales no fijen como meta

que todos sus docentes cuenten con doctorado.

● Que los becarios con doctorado a su llegada al país

no encuentren condiciones salariales aceptables

ni recursos para disponer de laboratorios para in-

vestigación.

● Continuar sin contar con un programa de doctora-

do en ingeniería.

● No contar con fuentes de financiamiento para in-

vestigación.

● Que las universidades públicas se vean limitadas

por falta de un presupuesto institucional fuerte.

● Que la industria nacional continúe sin ejecutar

actividades de investigación, desarrollo e innova-

ción.

● Un agravamiento de la situación económica del

país que promueva el éxodo de las universidades y

del país de personal de alto nivel académico.

286

Las autoridades competentes deben promover las condiciones que beneficien el establecimiento de grandes y pequeñas industrias de alta tecnología que fomenten la investigación y el desarrollo en dife-rentes áreas necesarias para el desarrollo del país y que se vinculen estrechamente con las universidades nacionales.

10. Subgrupo temático de procesamiento de señalesDr. Geovanni Martínez Castillo, CoordinadorVersión del 15 de junio del 2005

10.1 IntegrantesDr. Geovanni Martínez Castillo (UCR), CoordinadorDr. Jorge Romero Chacón (UCR)Dr. Pablo Alvarado Moya (ITCR)

10.2 DefinicionEl procesamiento de señales surgió en ingeniería eléctrica para el análisis automático de las señales

eléctricas generadas por transductores tales como micrófonos, electrocardiógrafos, sismógrafos y otros, las cuales se conocen comúnmente con el nombre de señales eléctricas unidimensionales. El procesa-miento de señales también se utiliza para el análisis automático de señales eléctricas multidimensionales, como lo son las imágenes y los videos generados por transductores tales como cámaras fotográficas, cámaras de video, telescopios, microscopios, satélites, equipos de ultrasonido, equipos de resonancia magnética, equipos de rayos X y otros.

En la actualidad las señales son digitalizadas y analizadas haciendo uso de computadoras. De ahí que también se emplee el término de procesamiento digital de señales.

Para el análisis de las señales se utilizan transformaciones y técnicas de estimación, detección y clasi-ficación, que muchas veces son combinadas y ejecutadas en forma secuencial.

El procesamiento de señales se puede subdividir grosso modo en las siguientes cuatro áreas:1) Procesamiento de voz, audio y otras señales unidimensionales2) Procesamiento de imágenes3) Visión por computador4) Reconocimiento de patrones

En el procesamiento de voz, audio y otras señales unidimensionales se analizan las señales con el propósito de mejorar su calidad, de restaurarlas, de eliminar sus partes redundantes e irrelevantes (com-primirlas), de determinar sus componentes espectrales, de reconocer voces o instrumentos, de diagnos-ticar enfermedades, etc.

Al igual que en el caso anterior, en el procesamiento de imágenes se analizan las imágenes de una escena con el propósito de mejorar su calidad, de restaurarlas, de comprimirlas o de determinar sus componentes espectrales. Sin embargo, el objetivo podría ser también la determinación de las regiones de los objetos sobre las imágenes (segmentación) o la extracción de características tales como bordes, esquinas, líneas, círculos u otras estructuras geométricas sobre las imágenes.

En la visión por computador se analizan una o más imágenes o uno o más videos de una escena con el propósito de estimar su geometría y dinámica, así como reconocer los objetos presentes en la escena y sus actividades. Los resultados del análisis podrían ser la forma, color, posición, orientación,movimiento, mímica y gestos de objetos, el reconocimiento de objetos, la detección de errores de producción, la tra-yectoria que debe seguir un robot autónomo, la densidad y viabilidad celular de procesos biológicos, el descubrimiento de una nueva galaxia, etc.

287

El reconocimiento de patrones es una herramienta de clasificación muy poderosa que se usa con mu-cha frecuencia en el procesamiento de señales unidimensionales para reconocer voces e instrumentos, así como en la visión por computador para reconocer los objetos presentes en una escena y sus actividades. También se utiliza como herramienta de análisis de grandes bases de datos, como por ejemplo aquellas de origen biológico generadas por espectrómetros de masa, secuenciadores de ADN, microarreglos de ADN, microarreglos de ARN, etc. En este caso en particular el resultado podría ser el genoma de algún ser vivo o patógeno.

10.3 Diagnostico

10.3.1 DocenciaEn la Universidad de Costa Rica se imparte el curso IE-0102 Procesamiento Digital de Señales en el

programa de bachillerato en Ingeniería Eléctrica, los cursos SP-2129 Procesamiento Digital de Señales II y SP-2132 Procesamiento de Imagen y Visión por Computador en el Programa de Maestría en In-geniería Eléctrica, así como el curso PF-3323 Graficación y Procesamiento de Imágenes en el programa de maestría en Computación e Informática.

El Instituto Tecnológico de Costa Rica imparte el curso EL-5805 Procesamiento Digital de Señales en el programa de licenciatura en Ingeniería Electrónica y el curso IE-8034 Reconocimiento de Imáge-nes en el programa de bachillerato en Ingeniería en Computación.

10.3.2 InvestigaciónCosta Rica cuenta con un número muy reducido de expertos capaces de realizar investigación de

alto nivel en el área de procesamiento de señales (ver Cuadro 10.5). Entiéndase aquí por experto, aquella persona que tiene un doctorado académico y varias publicaciones en área de procesamiento de señales.

El doctor Martínez es el fundador y coordinador del Laboratorio de Investigación en Procesamiento de Imagen y Visión por Computador (IPCV-LAB) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad

cuadro nº 10.5Lista de expertos costarricenses capaces de realizar investigación de alto nivel en el área de procesamiento de señales.Nombre Lugar de trabajo Cargo Áreas de interés Número

Dr. Giovanni Escuela de Ingeniería Profesor Procesamiento de 22

Martínez Castillo Eléctrica UCR Catedrático imágenes y visión

por computadora

Dr. Jorge Romero Escuela de Ingeniería Profesor Procesamiento de voz, 12

Eléctrica UCR Catedrático audio y otras señales

unidimensionales

Dr. Pablo Alvarado Escuela de Ingeniería Profesor Adjunto Procesamiento de 7

Moya Electrónica ITCR imágenes y reconocimiento

de patrones

Dr. Juan Carlos Escuela de Ciencias Profesor Procesamiento de

Briceño Lobo de la Computación e Asociado imágenes y reconocimiento 5

Informática, UCR. de patrones

288

de Costa Rica. En el año 2002 fue galardonado con el Premio Nacional de Tecnología “Clodomiro Pi-cado Twight” por sus investigaciones en el área de visión por computador.

Actualmente se encuentra investigando y desarrollando nuevos algoritmos de estimación de densi-dad y viabilidad celular para microscopía in-situ; dicha investigación la está realizando en forma conjun-ta con la Universidad de Hannover, Alemania y la empresa Bayer Healthcare, de EE.UU. También está investigando y desarrollando nuevos algoritmos de estimación del color sobre la superficie de circuitos integrados, para la detección de errores humanos en las líneas de producción de la empresa Componen-tes Intel de Costa Rica S.A.

Finalmente, está investigando y desarrollando nuevos algoritmos de estimación de movimiento y mímica de seres humanos, para la compresión de video y la teleoperación de robots antropomórficos.

El doctor Romero y el doctor Alvarado no estaban realizando investigación en el momento en que se generó este documento.

El doctor Briceño se encuentra actualmente investigando y desarrollando nuevos algoritmos de re-conocimiento de patrones para la clasificación de hojas de diferentes especies de árboles costarricenses. Dicho proyecto de investigación lo está realizando en forma conjunta con la Universidad de las Palmas de Gran Canaria, España.

En cuanto a infraestructura y equipo para realizar investigación de alto nivel en las diferentes áreas de procesamiento de señales, Costa Rica cuenta únicamente con el Laboratorio de Investigación en Procesamiento de Imagen y Visión por Computador (IPCV-LAB) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica, coordinado por el doctor Geovanni Martínez Castillo. El IPCV-LAB cuenta con un espacio físico de 20 metros cuadrados, aire acondicionado, conexión a Internet, cinco cámaras de video, seis computadoras personales y software especializado para realizar investiga-ción y desarrollo en las áreas de procesamiento de señales unidimensionales, procesamiento de imáge-nes, visión por computador y reconocimiento de patrones. Hasta la fecha, 5 estudiantes de maestría, licenciatura y bachillerato en ingeniería eléctrica han realizado su proyecto final de graduación en el IPCV-LAB. De las investigaciones realizadas en el IPCV-LAB se han escrito 9 artículos que han sido publicados en conferencias de renombre internacional como lo son: IAPR Machine Vision Applications 2005 (IAPR MVA-2005); IEEE InternationalConference on Acoustics, Speech, and Signal Processing 2005 (IEEE ICASSP- 2005); Picture Coding Symposium 2004 (PCS-2004); IEEE Internacional Conference on Multimedia and Expo 2004 (IEEE ICME-2004); IEEE Internacional Conference on Multimedia and Expo 2003 (IEEE ICME-2003); BioPerspectives 2005, BioPerspectives 2004 and The World Congress on Biotechnology 2005.

10.3.4 DesarrolloDebido a que el procesamiento de señales es una parte fundamental en el funcionamiento de muchas

de las máquinas utilizadas actualmente en la industria de alta tecnología del país, sus ingenieros se ven obligados a estudiar el tema de procesamiento de señales en forma independiente e inclusive ya se han enfrentado con éxito a problemas cuya solución requiere del uso de conocimientos básicos de procesa-miento de señales. Sin embargo, esta capacidad de desarrollo es muy limitada, por lo que para solucionar problemas más complejos se ven obligados a importar expertos y tecnología extranjera.

Existen pocas empresas en Costa Rica que se dedican única y exclusivamente al desarrollo de produc-tos basados en procesamiento de señales. La empresa Cibertec Internacional S.A. desarrolla sistemas de decodificación de tonos de multifrecuencia y junto con la empresa Predisoft S.A. desarrollan sistemas para la detección de fraudes telefónicos basados en el reconocimiento de atipicidades. La empresa Xel-tron S.A. desarrolla sistemas de clasificación de granos basados en un análisis del color de los granos. La empresa Fintec S.A. desarrolla sistemas para el reconocimiento de firmas. Finalmente, la empresa Me-diaGurú desarrolla sistemas para el reconocimiento de anuncios publicitarios en la radio y la televisión.

289

10.4 Analisis foda

10.4.1 FortalezasCosta Rica cuenta con 4 expertos con capacidad de realizar investigación de alto nivel en las dife-

rentes áreas de procesamiento de señales. En cuanto a infraestructura para realizar investigación, Costa Rica cuenta con el Laboratorio de Investigación en Procesamiento de Imagen y Visión por Computador (IPCV- AB) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica, el cual está bastante bien equipado y es un ejemplo de que en las universidades costarricenses es posible realizar investigación para empresas locales o internacionales de alta tecnología.

10.4.2 OportunidadesPara el mejoramiento y automatización de la producción de una empresa se requiere de un constante

mejoramiento, adaptación o compra de nuevas máquinas de alta tecnología, en las cuales el procesa-miento de señales es parte fundamental para su funcionamiento. El mejoramiento, la adaptación o el diseño y construcción de máquinas de alta tecnología para la industria costarricense es un proceso que requiere mucha inversión, investigación y desarrollo. En vez de realizar esa alta inversión en compañías y universidades extranjeras, se podría invertir en universidades y empresas costarricenses para que en conjunto realicen proyectos de investigación y desarrollo, cuyo objetivo final es la reconversión de las máquinas existentes o el diseño y construcción de nuevas máquinas de alta tecnología para la industria costarricense y latinoamericana. El componente de investigación de esos proyectos se debe llevar a cabo en las universidades costarricenses, mientras que el componente de desarrollo se debe llevar a cabo en las empresas privadas costarricenses.

10.4.3 DebilidadesEl número de doctores con capacidad de realizar investigación de alto nivel en las diferentes áreas de

procesamiento de señales, es aún muy bajo. Solo la Universidad de Costa Rica cuenta en la actualidad con un laboratorio de investigación de-

dicado a realizar investigación de alto nivel en las áreas de procesamiento de imágenes y visión por computador. Costa Rica no cuenta con un doctorado en ingeniería que le permita a los ingenieros cos-tarricenses convertirse en doctores con capacidad de realizar investigación de alto nivel en las diferentes áreas de procesamiento de señales.

Los conocimientos y la capacidad de desarrollo de los ingenieros costarricenses son muy limitados en las diferentes áreas de procesamiento de señales. Costa Rica no cuenta con una maestría en proce-samiento de señales, que le permita a los ingenieros costarricenses actualizar sus conocimientos, con el fin de mejorar sus capacidades de investigación y desarrollo en las diferentes áreas de procesamiento de señales.

Actualmente, el número de empresas de desarrollo de productos basados en procesamiento de se-ñales es muy pequeño.

La comunicación y cooperación entre las mismas universidades y entre las universidades y las em-presas costarricenses es muy poca.

10.4.4 AmenazasLos doctores que recientemente regresan de obtener su doctorado en el exterior, con capacidad de

realizar investigación de alto nivel en las diferentes áreas de procesamiento de señales, podrían irse del país en busca de mejores condiciones académicas, o verse obligados a abandonar la investigación y dedicarse a otras actividades no académicas, por la falta de infraestructura y recursos para la investiga-ción, así como por los bajos salarios que ofrecen las universidades costarricenses.

290

10.5 Plan de medio sigloEl objetivo final del siguiente plan de medio siglo es convertir a Costa Rica en el país número uno

de América Latina y uno de los mejores del mundo en investigación y desarrollo en procesamiento de señales. Un país donde los mejores estudiantes latinoamericanos converjan para realizar sus estudios de maestría, doctorado y posdoctorado en procesamiento de señales, bajo la tutela de los mejores profesores y científicos de las universidades costarricenses, latinoamericanas y del mundo, para lo cual se propone:

1. Crear un programa nacional de procesamiento de señales en el Centro Nacional de Alta Tecnología (CENAT).

2. Crear un programa nacional de maestría en procesamiento de señales.

3. Crear un programa nacional de doctorado en ingeniería.

4. Fomentar la creación de empresas que transformen en productos las investigaciones realizadas por los egresados del futuro programa nacional de maestría en procesamiento de señales y los egresados del futuro programa nacional de doctorado en ingeniería.

5. Fomentar la creación de laboratorios de investigación en las diferentes áreas de procesamiento de señales en las universidades costarricenses e incentivar y apoyar los existentes.

6. Atraer al país empresas de alta tecnología, así como la inversión en investigación y desarrollo.

7. Otorgar cada año una beca a una persona costarricense, con el fin de que realice estudios de docto-rado en el mejor centro, instituto o laboratorio de investigación del mundo en alguna de las áreas de procesamiento de señales.

8. Otorgar una remuneración extraordinaria a los profesores costarricenses con doctorado académico que estén realizando investigación de alto nivel en alguna de las áreas de procesamiento de señales.

9. Otorgar fondos para la compra de equipo, la investigación y el desarrollo en las diferentes áreas de procesamiento de señales.

10. Otorgar fondos para el financiamiento de estudiantes de maestría, de doctorado y de posdoctorado en procesamiento de señales.

11. Otorgar fondos para el intercambio académico de profesores, científicos y estudiantes en las diferen-tes áreas de procesamiento de señales, así como para viajar al exterior a participar con ponencias en congresos de renombre internacional.

12. Crear una red de cooperación coordinada por el futuro programa de procesamiento de señales del CENAT, para brindar soluciones a aquellos problemas de las empresas de alta tecnología costarricen-ses y latinoamericanas, que podrían resolverse completamente o en parte utilizando procesamiento de señales. La red estaría constituida por ingenieros representantes de las empresas de alta tecnología

291

costarricenses y latinoamericanas, los egresados del futuro programa nacional de maestría en procesa-miento de señales, los egresados del futuro programa nacional de doctorado en ingeniería y los labora-torios de investigación en áreas de procesamiento de señales de las universidades costarricenses.

11.- Subgrupo temático de electrónica

11.1 Integrantes del grupoCoordinador: Ing. Randolph Steinvorth, Ph.D. (UCR)Colaboradores: ● Ing. Pablo Arias (Consultor)● Ing. Enrique Coen, M.Sc. (UCR)● Ing. Saúl Guadamuz (ITCR)● Ing. Luis Paulino Méndez, M.Sc. (ITCR)● Ing. Edgar Mora (Consultor)● Ing. José Miguel Páez (UCR)● Ing. Roberto Rodríguez (UCR)● Ing. Federico Ruiz (UCR)

10.2 Definiciones y alcances del estudioLa electrónica, en su definición más general, según el Diccionario de la Real Academia Española, se

refiere al estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos medios, así como la apli-cación de estos fenómenos. La gama de conceptos incluidos en esta definición es amplísima, por lo que se hace necesario delimitar un poco más qué aspectos de la electrónica se tratan en este documento.

En este contexto, electrónica se refiere al diseño y aplicación de dispositivos utilizando materia-les semiconductores y, eventualmente, por extensión, a aplicaciones de nanotecnología y computación cuántica que en un futuro podrían sustituir a los dispositivos semiconductores que se utilizan en la actualidad.

Sin que esta sea una lista exhaustiva, se establecen los siguientes campos de investigación dentro del área de la electrónica:● Metodologías de diseño estructurado de sistemas analógicos y digitales● Diseño de circuitos integrados de muy alto nivel de integración (VLSI)● Diseño de dispositivos lógicos de aplicación específica (ASIC)● Diseño y aplicación de dispositivos de optoelectrónica● Caracterización y fabricación de materiales y dispositivos semiconductores● Desarrollo de herramientas de software para diseño asistido por computador (CAD)● Caracterización de dispositivos de microelectrónica y optoelectrónica

10.3 Inventario de recursosEsta etapa involucra el levantamiento de un inventario de recursos propios de las actividades de

investigación y desarrollo en el área de electrónica. Este inventario comprende:● Lista de programas de estudio relacionados con electrónica.● Lista de instituciones públicas y privadas relacionadas con la investigación en electrónica.● Lista de laboratorios involucrados con la investigación en electrónica.● Lista de personas relacionadas, formal o informalmente, con la investigación en electrónica.● Lista de proyectos, formales o informales, de investigación, desarrollo o innovación en el área de la

electrónica.

292

10.3.1 Programas de estudio (1)

10.3.2 Instituciones gubernamentales● Consejo Nacional para Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICIT)● Instituto Costarricense de Electricidad (ICE)● Universidad de Costa Rica (UCR)● Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR)● Universidad Nacional (UNA)● Centro Nacional de Alta Tecnología (CENAT)● Academia Nacional de Ciencias (ANC)● Ministerio de Ciencia y Tecnología (MICIT)● Ministerio de Comercio Exterior (COMEX)● Ministerio de Economía, Industria y Comercio (MEIC)● Ministerio de Educación Pública (MEP)● Ministerio de Relaciones Exteriores y Culto (MREC)

10.3.3 Instituciones no gubernamentales● Asociación Costarricense para la Promoción de las Ciencias y la Tecnología (APROCIT)● Asociación CRNet● Fundación CIENTEC● Cámara de Industrias de Costa Rica (CICR)● Centro de Formación de Formadores y de Mejoramiento de la Productividad Industrial (CEFOF)● Centro de Gestión Tecnológica e Informática Industrial (CEGESTI)● Centro de Incubación de Empresas (CIE)● Comisión Costarricense de Cooperación con la UNESCO (CCCU)● Consejo Nacional de Colegios Científicos ● Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica (INTECO)

cuadro nº 10.6 Universidad Nombre de la Carrera Programas disponibles

Universidad de Costa Rica Ingeniería Eléctrica Bachillerato

Licenciatura

Maestría

Física Bachillerato

Licenciatura

Maestría

Instituto Tecnológico de Costa Rica Ingeniería Electrónica Diplomado

Bachillerato

Licenciatura

Universidad Latina de Costa Rica Ingeniería Electrónica Bachillerato

Universidad Hispanoamericana Ingeniería Electrónica Bachillerato

Licenciatura

Universidad Central Ingeniería Electrónica Bachillerato

Licenciatura

Universidad Interamericana de Costa Rica Ingeniería Electrónica Bachillerato

y Comunicaciones Licenciatura

Universidad Fidelitas Ingeniería Eléctrica Bachillerato

293

10.3.4 Laboratorios● Laboratorio de Electrónica Analógica de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, UCR● Laboratorio de Electrónica Digital de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, UCR● Laboratorio de Investigación de Circuitos Integrados (LICIT), UCR● Laboratorio de Fotónica y Tecnología Láser Aplicada (LAFTLA), UCR● Centro de Investigación en Ciencias de los Materiales (CICIMA), UCR● Laboratorio de VLSI de la Escuela de Ingeniería Electrónica, ITCR● Laboratorio de Electrónica de la Escuela de Ingeniería Electrónica, Universidad Latina de Costa Rica

10.3.5 Proyectos de investigación● Estudio de la densidad de portadores de carga en tierras raras hidrogenadas. Investigador principal:

José Araya Pochet, CICIMA, UCR● Estudio sobre multicapas magnéticas. Investigador principal: José Araya Pochet, CICIMA-UCR● Determinación estructural de distribuciones nanométricas en semiconductores porosos. Investiga-

dor principal: Arturo Ramírez. CICIMA, UCR● Análisis de espectroscopía de ruido Flicker sobre silicio poroso. Investigador principal: Arturo Ra-

mírez, CICIMA, UCR● Estudio de propiedades electrónicas, morfológicas y luminiscentes de películas delgadas semicon-

ductoras. Investigador principal: Arturo Ramírez, CICIMA, UCR.● Proyecto CPUCR: Diseño en VLSI de un microprocesador para fines educativos. Investigador

principal: Randolph Steinvorth, Escuela de Ingeniería Eléctrica/LICIT, UCR.● Proyecto de Fotónica y Láser. Investigador principal: Luis Diego Marín, LAFTLA, UCR.● Proyecto de diseño de circuitos CMOS. Investigador principal: Roberto Pereira, Escuela de Inge-

niería Electrónica, ITCR.

10.3.6 Recurso Humano

cuadro nº 10.7Investigador Área de interés Grado Realiza estudios

académico de posgrado

actualmente

José Araya Pochet Ciencia de los materiales Ph. D.

Arturo Ramírez Porras Ciencia de los materiales Ph. D.

Randolph Steinvorth Fernández Arquitectura de computadoras, Ph. D.

diseño de circuitos integrados

Luis Diego Marín Naranjo Optoelectrónica, fotónica y laser M.Sc.

Enrique Coen Alfaro Arquitectura de computadoras, M.Sc.

diseño de circuitos integrados

Luis Paulino Méndez Badilla Sistemas digitales, procesamiento M.Sc.

digital de señales, procesamiento

de voz

Carlos Badilla Corrales Sistemas digitales M.Sc.

Paola Vega Castillo Diseño de sistemas microelectrónicos M.Sc.

de bajo voltaje

Roberto Pereira Arroyo Sistemas digitales, diseño de circuitos

digitales utilizando algoritmos genéticos M.Sc. Sí–Ph.D.

294

10.4 Diagnóstico FODAA continuación se detalla el diagnóstico FODA de investigación y desarrollo en electrónica.


Alfonso Chacón Arquitectura de computadoras, diseño Lic. Sí–Ph.D.

de circuitos integrados, programación

y sistemas operativos

Lochi Yu Lo Arquitectura de computadoras, diseño Lic. Sí–M.Sc.

de circuitos integrados, aplicaciones

biomédicas

Federico Ruiz Ugalde Arquitectura de computadoras, diseño Lic. Sí–M.Sc.

de circuitos integrados, programación

y sistemas operativos

Roberto Rodríguez Rodríguez Arquitectura de computadoras, diseño Lic. Sí–M.Sc.

de circuitos integrados, programación y

sistemas operativos

Saúl Guadamuz Brenes Arquitectura de computadoras, Lic.

diseño de circuitos integrados para

alta frecuencia

Renato Rímolo Donadio Arquitectura de computadoras, B.Sc. Sí–M.Sc.

diseño de circuitos integrados para

alta frecuencia

cuadro nº 10.8 Fortalezas

● Alta motivación por parte de los estudiantes para

profundizar en el área de electrónica.

● Disponibilidad de recurso humano interesado en

el desarrollo de investigación en electrónica.

● Existen algunos programas de cooperación que

podrían servir como base para desarrollar una in-

fraestructura mejor articulada (Intel, Universidad

de Mahnheim).

● Sólida preparación en ingeniería eléctrica y elec-

trónica, a nivel de pregrado.

● Existen algunas iniciativas de la empresa privada

para ofrecer servicios de diseño en el área de elec-

trónica (LADS).

● El acceso a la información ha mejorado mucho en

Costa Rica en los últimos 10 años.

● Existen varias instituciones que podrían dedicar

recursos a fomentar el desarrollo de la investiga-

ción en electrónica. ● Estabilidad social del país.

Debilidades

● No existe una articulación de esfuerzos por parte

de las distintas instituciones para desarrollar in-

vestigación en electrónica.

● No existe una estrategia clara para desarrollar

proyectos de investigación de alto nivel que sean

atractivos para inversionistas externos.

● No existen organizaciones, dentro de las institu-

ciones, dedicadas a canalizar los recursos dispo-

nibles para producir servicios de investigación lo

suficientemente innovadores como para atraer fi-

nanciamiento externo.

● Aún en los proyectos de investigación existentes,

a menudo no hay una visión de mediano y largo

plazo, por lo que los resultados de las investigacio-

nes son poco agresivos y poco atractivos para las

posibles fuentes de financiamiento. ● No existen planes de cooperación o financiamiento

con empresas del ramo para apoyar iniciativas de

investigación y desarrollo a un mediano plazo.

● Por las razones descritas arriba, la retribución eco-

nómica para la investigación no es competitiva.

● Hay muy pocos investigadores con doctorado en el

tema y, por lo tanto, poco personal capacitado para

dirigir proyectos de investigación en electrónica.

295

Debilidades

● La mayoría de las personas capacitadas para di-

rigir investigación en electrónica no tienen la in-

vestigación como su actividad principal. No hay

incentivos para que un profesional se dedique a la

investigación en electrónica.

● Hacen falta políticas gubernamentales efectivas de

apoyo a la investigación, por ejemplo ofreciendo

incentivos económicos a las empresas que apoyen

iniciativas de investigación, desarrollo e innova-

ción.

● No se le ha dado una prioridad al tema a nivel na-

cional.

● A pesar de que existen laboratorios universitarios

para impartir lecciones de electrónica, la investiga-

ción no es la actividad prioritaria en estos labora-

torios.

● La mayoría de las universidades que ofrecen carre-

ras afines al área de electrónica le dan prioridad a

las lecciones y, no a la investigación.

● Limitaciones en términos de infraestructura y equi-

po debido a la carencia de financiamiento descrita

arriba.

Oportunidades

● Aprovechar la presencia de instituciones coadyu-

vantes para establecer una política que incentive

la investigación en electrónica.

● Aprovechar la presencia en el país de algunas in-

dustrias de tecnología de punta para ofrecerles

servicios de investigación y desarrollo.

● Fomentar el acercamiento entre la industria y las

universidades, a través de proyectos, pasantías,

patrocinios, etc.

● Aprovechar esta iniciativa de creación de un plan

estratégico para articular esfuerzos e incentivar la

investigación y desarrollo tecnológico.

Amenazas

● Ausencia de liderazgo para definir un rumbo cla-

ro y sólido para la investigación y desarrollo en el

área de electrónica en Costa Rica.

● Degradación paulatina del nivel educativo del país,

causada por la falta de incentivos para dedicarse a

la docencia y la investigación.

● Fuga de potenciales talentos del país, producto de

esta misma falta de incentivos.

● Pérdida de competitividad del país en el área de

tecnología, por ejemplo frente a países asiáticos

en vías de desarrollo, con políticas de incentivos

más agresivas y planes de acción más concretos.

● Pérdida de peldaños en el IDH (Índice de Desarro-

llo Humano) que minan tanto el nivel educativo

como la estabilidad social del país.

● Permanecer en un plano abstracto de discusión de

la problemática, sin tomar acciones concretas para

rectificar los problemas que inhiben el desarrollo

de la investigación en nuestro país.


Fortalezas

296

10.5 Conclusiones1. No existe una articulación de esfuerzos para desarrollar investigación en electrónica.

2. Los proyectos de investigación en el área de electrónica carecen de continuidad, por lo que sus resul-tados son poco agresivos.

3. No existe una estrategia clara para desarrollar proyectos de investigación de alto nivel que sean atrac-tivos para inversionistas externos.

4. No hay incentivos para que un profesional se dedique a la investigación en electrónica.

5. Existen algunos programas de cooperación que podrían servir como base para desarrollar una in-fraestructura de investigación mejor articulada, como es el caso de la empresa Intel con la UCR y el ITCR y la Universidad de Mahmheim con la UCR.

6. Existen varias instituciones que podrían dedicar recursos a fomentar el desarrollo de la investigación

en electrónica.

7. A pesar del creciente interés de los estudiantes de pregrado por la investigación en el área de la electrónica, hay muy pocos investigadores capacitados para dirigir proyectos de investigación en esta área.

10.6 Recomendaciones1. Aprovechar esta iniciativa de creación de un plan estratégico para articular esfuerzos e incentivar la

investigación y desarrollo tecnológico.

2. Aprovechar la presencia de instituciones coadyuvantes para establecer una política que incentive la investigación en electrónica.

3. Aprovechar la presencia en el país de algunas industrias de tecnología de punta para ofrecerles servi-cios de investigación y desarrollo.

4. Fomentar el acercamiento entre la industria y las universidades, a través de proyectos, pasantías, patrocinios, etc.

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