lunes, 18 de diciembre de 2017

Influencia del grado de exigencia en las asignaturas sobre la valoración de la docencia por parte de los estudiantes de enseñanzas técnicas de la rama industrial

Resumen

En los diversos estudios existentes sobre metodología docente, nunca se ha tratado de correlacionar la valoración de la influencia del grado de exigencia en las diferentes asignaturas sobre la estimación de la docencia por parte de los estudiantes de enseñanzas técnicas, en este caso de la rama industrial. El ámbito de actuación del presente trabajo está formado por un espacio muestral constituido por estudiantes de diferentes ramas de ingenierías industriales, sobre diferentes planes de estudio y diferentes carreras. Se ha realizado sobre los contenidos de las materias de asignaturas relacionadas con estructuras, de las que se ocupa el área de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras. Se verifica que para unos mismos contenidos impartidos (materias docentes), la valoración de la docencia es inversamente proporcional a la dificultad o grado de exigencia en la asignatura. Por otra parte, los resultados académicos de los alum-nos que asisten regularmente a clase son hasta cuatro veces mejores.


Palabras clave

Carreras técnicas, valoración, asignaturas, nivel de exigencia, enseñanza.


Abstract

In the various studies on teaching methodology, there has never been an attempt to correlate the assessment of the influence of the degree of demand in the different subjects on the estimation of teaching by technical education students, in the industrial branch. This work is formed by a sample space consisting of students from different branches of industrial engineering, on different curricula and different careers. It has been carried out on the content of subjects related to structures, and the area of Mechanics of Continuous Media and Theory of Structures deals with them. It is verified that for the same content taught (teaching materials) the assessment of teaching is inversely proportional to the difficulty or degree of requirement in the subject. On the other hand, the academic results of the students who attend class regularly are up to four times better.


Keywords

Technical careers, assessment, subjects, level of demand, teaching.
Recibido / received: 27.10.2017. Aceptado / accepted: 7.11.2017.


Introducción y antecedentes

En octubre de 2014 se dio a conocer un informe interno, realizado por la Universidad de Oviedo sobre el rendimiento de los alumnos matriculados (UniOvi, 2014). Se elaboró a partir de los datos facilitados por todas las facultades y escuelas universitarias, por el entonces Vicerrectorado de Profesorado y Ordenación Académica. Fue el primero de esta tipología, una vez finalizadas las primeras promociones de estudios adaptados al Espacio Europeo de Educación Superior (en adelante EEES).
La tabla 1 muestra el significativo incremento de los aprobados con los nuevos estudios del Plan Bolonia (como se conocen popularmente los estudios que han sustituido a las viejas licenciaturas), adaptados al EEES, debido al descenso en el nivel de exigencia. La comparación se realiza a través del denominado factor de tasa de rendimiento TR (relación porcentual entre el número total de créditos superados y el número total de créditos matriculados por la totalidad de los estudiantes). De esta manera, la tasa de rendimiento en los grados llega al 72,3%, frente al 60,2% de las extintas licenciaturas.
Por tanto, en el citado informe se pone de manifiesto que el rendimiento de los alumnos ha subido en más de 12 puntos porcentuales respecto a las extintas titulaciones (licenciaturas, diplomaturas, ingenierías, ingenierías técnicas, etc.). Aun así, el menor número de aprobados se sigue dando en las ingenierías, y el mayor es para los estudiantes de los grados vinculados a ciencias de la salud.
En su momento, los dirigentes académicos (guardianes de la ortodoxia docente, científica y técnica) vincularon esta mejoría a la mayor cercanía entre profesores y alumnos, que conlleva un trato más directo, y el incremento de las prácticas de laboratorio, y rechazaban su relación con el descenso del nivel de exigencia. Esto es difícilmente defendible en un contexto, el de los estudios adaptados al EEES, en el que se han reducido:
• El número de cursos, y por tanto de años de formación para obtener una titulación.
• El número de horas de docencia de clases expositivas o de teoría y de sus correspondientes prácticas de aula.
• El grado de exigencia de manera forzosa, como consecuencia de la peor formación de los nuevos alumnos que acceden a la Universidad provenientes de la etapa de secundaria, tanto en bachiller, como en formación profesional.
Ahora bien, sería injusto no matizar las afirmaciones anteriores, aunque ello no sea falso (sino fácilmente contrastable y, por tanto, cierto), no constituye toda la verdad sobre el asunto. También es de justicia indicar que debido a los recortes de personal sufridos durante los cinco años anteriores a la realización del citado informe y que todavía persisten en buena medida, estaba previsto cuando comenzó la adaptación al EEES en la Universidad de Oviedo contar con 139 profesores más; finalmente se hizo con 249 menos.

 
Tabla 1. Comparación de la tasa de rendimiento para las enseñanzas técnicas de la rama industrial.

Además de analizar la influencia del grado de exigencia de las asignaturas sobre la valoración de la docencia por parte de los estudiantes, como objetivo último se busca obtener información sobre la valoración de la actividad docente, para su autorregulación y mejora, por parte del profesor, con la finalidad última de mejorar la calidad de la enseñanza impartida.


Evolución de la formación, exigencia y selección de los alumnos

El saber requiere esfuerzo y dedicación. Sin embargo, se ha producido un cambio en la sociedad, ya que las nuevas generaciones desconocen la cultura del esfuerzo, a lo que hay que añadir que la universidad pública les resulta suficientemente barata, lo que da lugar a que no valoren su formación adecuadamente. En este sentido no tienen conciencia ni valoran el esfuerzo económico que hace el Estado para darles una formación de calidad.
La reducción, tanto del grado de la formación como del de exigencia de los estudiantes en su paso por la enseñanza secundaria (ya sea de bachiller o de formación profesional), en los ciclos previos a su acceso a la universidad es un hecho.
Las pruebas de acceso a la universidad muestran una gran disparidad entre los excelentes resultados de los estudiantes con índices de aprobados muy elevados, incluso mayores del 90%, y su posterior rendimiento negativo en la universidad. Este antagonismo de resultados es visible curso por curso, de manera sistemática. Este hecho constituye una paradoja probabilística contemporánea en la que se pone de manifiesto la posibilidad de engañar con la estadística, mostrando los datos más grandilocuentes. Por ejemplo, cuando se informa de los datos de accidentabilidad de un fin de semana en las carreteras españolas, sin ponerla en relación con el resto de la semana.
También hay que reconocer que la bajada de la natalidad (y, por consiguiente, del número de posibles alumnos) trae consigo la reducción del nivel de acceso con el objetivo de conseguir más matriculaciones y garantizar la supervivencia de las titulaciones, e incluso de las escuelas donde se imparten.
Desde la época de la transición, todos los Gobiernos democráticos han ido progresivamente socializando la universidad, volviéndola más y más accesible para todo el mundo. Pero de ella también están saliendo gradualmente cada vez profesionales con menos capacidad tecnológica, cuando la universidad es elitista por su propia naturaleza. En este sentido se ha perdido el norte, pues actualmente el sistema considera válido a cualquier alumno para cualquier carrera.
Desde entonces, han germinado reformas educativas cada pocos años, pero con ellas no se ha llegado nunca a un cierto equilibrio y armonía; se vive en una incertidumbre académica/docente constante.
En síntesis, el vigente modelo formativo actual busca integrar a todos: todos los alumnos valen. Y quizá este sea uno de los motivos por el cual es más difícil mantener o alcanzar esa excelencia que antes alcanzaba una minoría reducida.
Los actuales titulados de bachiller presentan carencias formativas respecto a los de formación profesional en sus propias ramas de conocimiento, en materias técnicas como tecnología, taller y dibujo técnico, y también en otras asignaturas técnicas como organización de la producción, legislación laboral, seguridad y salud en el trabajo. Y estas carencias formativas no las suplen en sus estudios universitarios, ya que la mayor parte del profesorado también accedió (en su día) a la universidad a través del bachiller.
Estos estudios de formación profesional de primer y segundo grado (de cinco años de duración en total en los planes más antiguos, y de cuatro en los actuales) componen la base tecnológica de las ingenierías. En opinión del autor, constituyen la vía natural de acceso a una carrera universitaria en el ámbito de las ingenierías de la rama industrial.
Sin embargo, la inmensa mayoría de los docentes provienen del bachiller, se han formado como ingenieros en su escuela, han hecho su tesis doctoral y nunca han salido del mundo académico universitario, ni han trabajado en la empresa industrial, y paradójicamente se les exige cada vez con mayor énfasis, para acceder a una plaza docente, mayores méritos de investigación frente a los de docencia. En consecuencia, esta última queda en un segundo plano y da lugar al incremento del desfase entre lo que demanda la industria a sus futuros técnicos y lo que ofrecen las escuelas.
Los profesionales que se forman en la década actual son peores que los de hace una década, y estos a su vez peores que los de la década anterior. Esto es otro hecho. De continuar con esta espiral, la formación va a ser cada vez peor y cada vez más cara.
Esta situación pone de manifiesto el principal vicio del ingeniero: considerar muy importante lo que sabe, despreciando a su vez lo que no sabe y es ejecutado por personas menos cualificadas.
Estas carencias en la formación no se solucionan al final de la carrera, con un curso de formación rápida de unas cuantas horas de duración, que solo aporta un pequeño barniz en la formación del técnico y que no logra satisfacer las necesidades de una empresa particular. Como la formación de base no es lo suficientemente amplia y robusta, no se adapta la formación universitaria a la demanda empresarial.
Los docentes más veteranos, que han estado presentes no solo en la antigua PAU, sino en la selectividad de la década de 1990 e incluso en las pruebas PREU de la década de 1960 coinciden en afirmar que las pruebas evaluatorias actuales son más sencillas que las de antes. Valga citar que el nivel de abstracción que se requiere para resolver problemas del PREU es mayor que el que se requiere para las PAU.
Se ha publicado un estudio sobre el nivel de escolarización entre los años 1960 y 2011 de la población en España (Fuente, 2016). En 1960 la media de años de escolarización no llegaba a cinco (la educación primaria ya abarca seis años), mientras que en 2011, se acerca a 10. Es decir, se ha duplicado en solo medio siglo. Quizá esto sea un dato muy importante para comprender lo que ha pasado en España; hace décadas, la enseñanza, además de ser más selectiva, también era más selecta, pero no tantos podían acceder a ella. Con esta perspectiva, quizá no tendría sentido poner pruebas de alto nivel que dejen a muchos por el camino.
Los alumnos de ahora llegan en promedio a la universidad con una menor base formativa, a la que hay que añadir una menor capacidad de razonamiento y expresión, pero llegan más, dado que las PAU no seleccionan prácticamente nada (no ha seleccionado).
En el año 2016, la prueba de acceso a la universidad se despidió con la mayor tasa de aprobados y nota media más alta. El porcentaje de aptos rozó el 95% (en concreto fue del 94,47%) y la calificación media general alcanza el 7,0. Son las cifras de la última selectividad de la Universidad de Oviedo después de 40 años.
Por su parte, la Evaluación del Bachillerato para el Acceso a la Universidad (en adelante EBAU), que sustituye a la Selectividad tras la implantación de la LOMCE, mantiene las mismas características, y sus primeros resultados, en 2017, no muestran cambios significativos, ya que son semejantes a los de años precedentes. Esperemos que por el bien de los alumnos y del sistema de enseñanza español, el nuevo modelo EBAU (correspondiente a la LOMCE) y que sustituye a las PAU, se mantenga estable algunos años.


Realidad docente contemporánea en la universidad

A día de hoy, los docentes universitarios disponen de menos horas lectivas en sus asignaturas, por lo que se ven obligados a concentrarse en los contenidos más fundamentales, aunque sus programas han ido actualizando sus contenidos en los correspondientes planes de estudios.
Cada plan de estudios más moderno se ha ido reduciendo materia paulatinamente, abandonando demostraciones y desarrollos teóricos, para centrarse solo en los conceptos fundamentales más reducidos. Estos no son suficientes para garantizar los conocimientos necesarios para resolver problemas por el futuro técnico.
A mediados de la década de 1990 se puso en marcha la distribución de la docencia en créditos, se incrementó el número de asignaturas, pero con una duración menor.
Con la implantación en la presente década del Plan Bolonia y la metodología de la evaluación continua, el examen ha perdido peso en cuanto a influencia en la nota final. Con la evaluación continua, además del examen, hay más tareas que evaluar:
– Controles a lo largo del curso.
– Prácticas de laboratorio o de campo.
– Trabajos del curso (finales o no).
Todos ellos son individuales y/o grupales, para los que el profesor debe buscar tiempo durante el curso (sin dejar de dar clase), para prepararlos y evaluarlos.
Es complicado que el profesor se implique en la evaluación continua, cuando la ratio de alumnos que tutorar por cada docente es elevado, y han surgido un número de tareas burocráticas impuestas al profesorado: hace años, casi la única obligación burocrática para el profesorado era cubrir las actas. De esta forma, el docente estaba totalmente sumergido en la docencia. Como consecuencia de todo lo anterior, el grado de exigencia se ha relajado mucho.
Estaría bien que los que conciben, diseñan y crean los programas de convergencia de estructuras de enseñanza europeas, así como los planes de estudio, entrasen de vez en cuando en las aulas universitarias de primer curso a enfrentarse con lo que las correspondientes pruebas de acceso a la universidad seleccionan y experimentar la frustración que supone, un día tras otro, intentar explicar materias técnicas a quienes no saben despejar una incógnita de una ecuación, manejar relaciones trigonométricas fundamentales, utilizar conceptos elementales de física, etc.
A muchos estudiantes, por una preparación deficiente, los razonamientos generales, más o menos abstractos, universales, les aburren. El nivel de abstracción de los alumnos para resolver problemas ha disminuido mucho. En síntesis, gran parte de la formación que se presupone que les debería haber proporcionado la secundaria no la tienen. Y están ya en la universidad.
La educación española solía premiar la memoria frente a otras capacidades; el modelo actual infantiliza la universidad: premia a los alumnos por su asistencia sin más, se pasa lista a personas adultas, en lugar de preparar estudiantes autónomos y responsables. Es necesario enseñar a los estudiantes a pensar por sí mismos.
Sin duda, una cuestión de filosofía básica, que subyace en toda la enseñanza del sistema español (no solo la universitaria) es que el objetivo fundamental de la misma reside en que el alumno aprenda muchos conocimientos de memoria, en lugar de enseñar a los estudiantes a pensar por sí mismos. Esta afirmación, a pesar de ser una generalización, manifiesta una certeza.
Los estudiantes actuales (en lo que a capacidad de esfuerzo se refiere) están inmersos en un conflicto de una brusquedad terrible, entre la cultura académica y la del inmediatismo (redes sociales, Twitter, WhatsApp, etc.) por el que se ven afectados ellos mismos. Y las perspectivas futuras no son nada optimistas; con las herramientas informáticas actuales, quieren resolverlo todo (y de manera integral) a golpe de clic. Si para comprobar un cálculo, realizado mediante ordenador, o finalizar partes y detalles del mismo, tienen que hacer un cálculo manual con bolígrafo, papel y calculadora, se ahogan en un vaso de agua.
Sin duda, a los alumnos de hoy les falta la pasión que tenían sus profesores por estudiar; están desilusionados y sin interés; es evidente que eso influye en su rendimiento.
Una vez con los alumnos ya dentro de la escuela, hay que ser consecuente con que ni el 1% de los graduados en ingeniería, en su labor profesional, se van a dedicar a la investigación. Por tanto, los objetivos fundamentales de las escuelas técnicas se reducen a:
– Enseñar conocimientos tecnológicos.
– Formar técnicos capaces de resolver problemas.
En los últimos años, el impacto de los recortes ha supuesto una gran pérdida en la financiación. Sin embargo, la universidad española parece haber manejado razonablemente la gestión de sus recursos, haciendo un gran esfuerzo por no hundir sus resultados. España está situada en la décima posición mundial en volumen de publicaciones: un gran esfuerzo y con un crecimiento de la producción científica superior a la media europea y mundial.
También hay que matizar que en ello ha tenido una gran influencia el sistema de acreditación español para la docencia universitaria, que exige a los candidatos a profesor universitario un elevado número de publicaciones en revistas indexadas, y valora en menor medida la docencia impartida. Por este motivo, el personal docente e investigador se centra en conseguir el mayor número de publicaciones (y a su vez, de mayor impacto) en revistas internacionales, dejando de lado la labor docente, Con todo lo que ello supone, como reducción del tiempo de preparación de clases, atención a los alumnos, evaluación continua, prácticas de laboratorio, exámenes, correcciones y, en general, todo el trabajo relacionado con la docencia, al mínimo posible para centrarse en la investigación. Y la publicación en revistas indexadas se ha convertido en un fin en si mismo.
En este sentido, existe otro agravio comparativo que recae sobre los profesores más jóvenes, adscritos a una gran área de conocimiento (en cuanto a número de profesores) y que se ven obligados a preparar varias asignaturas diferentes de un curso a otro, en algunas ocasiones un número elevado. Y este tiempo que invierten en varias asignaturas lo restan de la investigación y realización de méritos acreditables.
Es una pena que en su mayoría todo este trabajo de investigación quede ahí, publicado, muerto, sin que ninguna empresa privada, laboratorio o centro tecnológico se interese por ello y sin más utilidad que servir de méritos para la promoción académica de sus autores. Por no hablar del gran consumo de recursos económicos y públicos (los cuales han sido obtenidos en convocatorias competitivas).
Resulta una lástima visitar laboratorios de la universidad donde se acumulan equipos y máquinas adquiridos con la financiación de planes nacionales de investigación, año tras año, donde ninguna está en funcionamiento o quizá solo la adquirida en último lugar (y por un breve espacio de tiempo), mientras se hacen los ensayos asociados al proyecto que la generó. Todo este equipamiento es manejado, y en ocasiones también mantenido, por parte de becarios de universidad (sin lugar a dudas, como mano de obra barata). Los profesores titulares rara vez se involucran en aprender su funcionamiento y manejo. En este asunto hay muy poco control por parte de las universidades.
Es una pena que la investigación aplicada que se hace con fondos públicos en las escuelas técnicas, no llegue a la práctica. Quizá una posible forma de conseguirlo sería adaptando la investigación a las necesidades del mercado. Pero esto ya forma parte de otra historia diferente de la aquí tratada.
En el documento U-Ranking (indicadores sintéticos del sistema universitario español) 2017 se presenta la quinta edición de los resultados de las universidades en sus actividades propias (según sus resultados), ofreciendo una clasificación para las mismas (Pérez et al, 2017).
Valga citar como ejemplo ilustrativo de lo mencionado que la mejor calificación de la Universidad de Oviedo es en rendimiento investigador, en el puesto 23. En cambio, su posición en rendimiento docente desciende significativamente hasta el puesto 53 en una clasificación formada por 61 instituciones universitarias.
En la quinta edición del U-Ranking de las universidades españolas se han incorporado a la clasificación varias universidades privadas, con un tratamiento homogéneo de los datos contrastados respecto a las públicas (en el cálculo de los indicadores sintéticos), pero solo cuando se dispone para aquellas de la información precisa y de la calidad apropiada. De esta forma, en la última edición del U-Ranking, se han incluido 13 universidades privadas que verifican el nivel de cantidad y calidad de la información contrastada, así como las 48 universidades públicas, con un total de 61 universidades analizadas.
De esta manera, si se tiene en cuenta el número de estudiantes de grado del sistema universitario español se ha analizado una porción del espacio muestral correspondiente al 93% del total. El citado estudio ha sido elaborado por el Instituto Valenciano de Investigaciones Económicas y la Fundación BBVA.


Estudio experimental

En los diversos estudios existentes sobre metodología docente nunca se ha tratado de correlacionar la valoración de la influencia del grado de exigencia en las diferentes asignaturas sobre la tasación de la docencia por parte de los estudiantes de enseñanzas técnicas, en este caso de la rama industrial.
El ámbito de actuación del presente trabajo está formado por un espacio muestral constituido por estudiantes de diferentes ramas de ingenierías industriales sobre diferentes planes de estudio y diferentes carreras (tabla 2). Se ha realizado sobre los contenidos de las materias de asignaturas relacionadas con estructuras, de las que se ocupa el Área de Mecánica de Medios continuos y Teoría de Estructuras (UniOvi, 1972, 1979, 2000, 2001, 2010a y 2010b). Al objeto de cuantificar una serie de variables, se preparó un cuestionario con varias preguntas dirigidas a los alum-nos, y se pide su opinión sobre ellas.
Sin embargo, la Universidad de Oviedo ya realiza su propia encuesta, aproximadamente a mitad de curso (en los planes de estudios más antiguos, en los que las asignaturas eran anuales), y también en cada uno de los cuatrimestres.


Tabla 2. Evolución en la clasificación de las materias de fundamentos de estructuras en las diferentes carreras y planes de estudios.

Así pues, el Vicerrectorado de Organización Académica de la Universidad de Oviedo tiene reconocido su Sistema de Gestión de la Calidad por la Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), registrado con el nº ER-1139/2005 y cumple por tanto los requisitos de la Norma Española UNE-EN ISO 9001:2008, que reconoce el alcance, entre otros, de la realización de la Encuesta General de Enseñanza (Aenor, 2008).
Por otra parte, la citada Encuesta General de Enseñanza (procesos PRCA- 02.1 y PR-CA-02.02 del Sistema de Gestión de la Calidad certificado) es auditada por AENOR, una vez al año desde 2006 con el siguiente alcance:
• Distribución.
• Aplicación de la encuesta.
• Envío de cuestionarios.
• Recepción de cuestionarios.
• Codificación y análisis de datos.
En cambio, en este trabajo la encuesta para la recolección de datos, se realiza al final de curso (siempre la última semana), pero, a diferencia de aquella, solo con los alumnos con los siguientes requisitos:
• Asisten durante todo el curso, ya sea con mayor o menor regularidad, pero han seguido la asignatura hasta el final.
• Han preparado progresivamente la misma para presentarse a la convocatoria ordinaria.
• Han realizado la encuesta de forma presencial, nunca por Internet, a fin de verificar lo anterior.
• Y, además, durante la vigencia de varios planes de estudio, y diferentes titulaciones (la recolección de datos mediante cuestionarios, se ha realizado entre los cursos 1998/99 y 2016/17).

Variables del estudio

Al objeto de disponer de una información de primera mano, sobre el seguimiento, avance y valoración del aprendizaje en la asignatura, se solicita la opinión del alumno sobre algunos aspectos de la misma, clasificándolas previamente, según su asistencia a clase en:
• Alta: si el alumno ha tenido una asistencia mayor del 75% de las horas lectivas impartidas.
• Media: entre el 50% y el 75%.
• Baja: menor del 50%.
Las cuestiones a las cuales han respondido los estudiantes en la encuesta versan sobre los siguientes aspectos (para cada una de ellas deben expresar su mayor o menor desacuerdo en una escala de 0 a 10, respectivamente).
1) Condiciones físicas de aula: equipamiento, ventilación, iluminación, calefacción, etc.
2) Programa de la asignatura: contenido del mismo, cumplimiento, criterios de evaluación.
3) Aplicación de la teoría disertada: cantidad y adecuación de las actividades y ejercicios realizados.
4) Comunicación profesor-alumno y asistencia a tutorías: cantidad de consultas y solicitudes de tutorías por parte de los alumnos.
5) Nivel de satisfacción general sobre las expectativas de la asignatura: valoración del aprendizaje en la asignatura.
6) Esfuerzo dedicado a esta asignatura en comparación con la media.

Análisis de resultados

Con todo ello, los cuestionarios son cubiertos por entre el 20% y el 40% de los matriculados; el nivel de absentismo es muy alto. Muchos jóvenes no asisten a las clases de su escuela, y preparan las asignaturas en academias, donde es posible que no les enseñen lo que se exige en la escuela.
Según la especialidad o intensificación escogida por el alumno dentro de su plan de estudios correspondiente, hay diversos tipos de asignaturas. Dentro de las enseñanzas no renovadas, cada asignatura se podía clasificar como: troncal, obligatoria u optativa, mientras que en las enseñanzas renovadas -es decir, las adaptadas al EEES- pueden ser: básicas, obligatorias, optativas y las denominadas de libre elección, también llamadas de libre configuración.


Figura 1. Grado de satisfacción para las distintas variables del cuestionario, según la asistencia a clase.



Figura 2. Valoración global de las enseñanzas recibidas, según el carácter de los diferentes tipos de asignaturas.



Figura 3. Porcentaje de notables y sobresalientes entre los grupos de alumnos con asistencia alta (>75%), frente a los de baja (<50%).

Las asignaturas troncales constituyen materias comunes para una misma titulación, independientemente de la escuela técnica en la que se impartan. Están establecidas por el Ministerio de Educación y tienen carácter ineludible, tanto para la universidad (figurar en el plan de estudios) como para el estudiante (que debe cursarlo).
Por su parte, las asignaturas obligatorias son fijadas por cada universidad. Por tanto, pueden ser diferentes entre las escuelas del país, y como su nombre indica, son obligadas para todos los alumnos que cursan ese plan de estudios.
Las asignaturas optativas son las elegidas por el alumno, entre las pertenecientes a una determinada especialidad o intensificación. Es en estas últimas en las que el grado de elección por el alumno es mayor.
Por su parte, las asignaturas de formación básica contienen los aspectos básicos de una rama de conocimiento a la que pertenezca el título de grado y vienen a ocupar el lugar que correspondía a las troncales dentro de las enseñanzas no renovadas.
Por último, hace ya algunos años se crearon las llamadas asignaturas de libre elección, también conocidas como asignaturas de libre configuración, quizá con la intención de flexibilizar el currículum. Para ellas se pueden elegir:
• Asignaturas pertenecientes a otras carreras universitarias (diferente de la que se está cursando).
• Otras asignaturas optativas, de entre las ofertadas en la propia carrera.
• Incluso actividades extracurriculares que cada universidad tipifique como equivalentes a una serie de horas docentes de libre elección; entre las que se encuentran actividades tan variadas como: un curso de inglés, asistir a seminarios y conferencias (no necesariamente programadas por la propia universidad), un curso de natación o de guitarra española, etc., es decir, como divertimento.
Por consiguiente, tanto las asignaturas troncales y de formación básica como las obligatorias deben ser cursadas forzosamente, a diferencia de las asignaturas optativas, en las que el alumno puede elegir según su preferencia cuales cursar.
Las materias fundamentales que forman parte de los contenidos de Teoría de Estructuras, (cuando se impartía como asignatura anual: a lo largo de todo el curso) son los siguientes:
1. Análisis estático clásico de sistemas de barras.
a) Principio de los trabajos virtuales.
b) Método de las fuerzas.
c) Método de los ángulos de giro.
d) Método de Cross.
e) Líneas de influencia.
2. Métodos energéticos: cálculo variacional.
a) Método de Rayleigh-Ritz.
b) Método de Galërkin
3. Análisis matricial de estructuras.
4. Análisis de estructuras por el método de los elementos finitos.
5. Análisis dinámico de sistemas.
Todos ellas estaban agrupadas en una única asignatura, cuando las denominadas Cálculo de Estructuras y Teoría de Estructuras (véase tabla 2) eran asignaturas anuales (se impartían durante todo el curso), y de carácter obligatorio y troncal, respectivamente.
Posteriormente, con la llegada de nuevas titulaciones, surgieron nuevos planes de estudio, y aquellos contenidos se fueron sesgando y agrupando, para dar lugar a asignaturas cuatrimestrales, y a su vez de distinto carácter, como ya se ha mencionado. Especial importancia, en este sentido, merecen los contenidos de Cálculo Matricial de Estructuras y de Dinámica de Estructuras, por haber ido ocupando paulatinamente asignaturas troncales, obligatorias y optativas, con la intención de apreciar su evolución en la valoración de los estudiantes.
Los resultados obtenidos se muestran en la figura 1. En ella se presenta el resumen total de los datos extraídos de los cuestionarios. Existe más dispersión en las valoraciones en el caso de asignaturas optativas.
Los cambios introducidos en los nuevos contenidos de los programas de las asignaturas (que se modifican paulatinamente), así como las actualizaciones de los criterios de evaluación suelen pillar desprevenidos a los alumnos repetidores, con una asistencia más reducida. En algunos casos, pueden no ser variaciones muy acusadas, pero todas ellas apuntan a un cambio de tendencia, el cual queda reflejado en los datos de las medias de las clasificaciones según asistencia.
Así mismo, aquellos alumnos que asisten más regularmente consideran acertados y suficientes, en número e idoneidad, las actividades y ejercicios realizados durante las clases para lograr superar la asignatura. En concreto hay una diferencia porcentual de hasta ocho puntos según el grado de asistencia a la asignatura (troncales/ básicas).
La valoración más positiva de las consultas concretas al profesor y las asistencias a tutorías aumentan hasta 13 puntos porcentuales si:
– Disminuye el carácter de la asignatura (más alto para las optativas).
– La asistencia es más elevada.
Obviamente, el esfuerzo dedicado a la asignatura en comparación a la media aumenta con el carácter de la misma (más alto para las básicas/ troncales); pero mucho más cuando la asistencia es reducida (hasta 15 puntos porcentuales).
Para las asignaturas optativas, resulta notorio cómo desaparece o no existe la percepción de esfuerzo por parte de los alumnos para superar estas materias, a pesar de que la asistencia sea escasa.
Para el conjunto de materias o grandes capítulos, que se han ido impartiendo en asignaturas troncales, obligatorias y optativas, a lo largo de las diferentes carreras técnicas y planes de estudio, la valoración general (variable del cuestionario nº 5) da lugar a un gráfico de esta forma (figura 2). El nivel de satisfacción general sobre las expectativas de la asignatura, es decir, la valoración de lo aprendido en la misma, se incrementa cuando los conocimientos impartidos están muy especializados (asignaturas optativas) y alejados de la formación básica, así como con la asistencia.
En la figura 3 se muestran los resultados académicos, representando en porcentaje las calificaciones de notable y sobresaliente, en función de la asistencia. Se observa que una asistencia regular a clase da lugar a unos resultados académicos hasta cuatro veces mejores.
En este sentido, conviene destacar que en la preparación de asignaturas en academias, es posible que exista una cierta desviación entre lo que se exige en la escuela y la formación ofrecida por estas.


Conclusiones

De la metodología seguida en el estudio experimental, y con los resultados extraídos de su análisis, se pueden desgranar las siguientes conclusiones:
– El porcentaje de asistencia a una asignatura aumenta con el grado de exigencia de las mismas.
– Las condiciones en las que se imparte la docencia (equipamiento, luz, acústica, ventilación, calefacción, mantenimiento, estado general del aula, etc.) no influyen significativamente en la valoración de la misma.
– A medida que el porcentaje de asistencia a una asignatura aumenta, se incrementa la percepción positiva de importancia de la misma.
– Para unos mismos contenidos impartidos (materias docentes), la valoración de la docencia es inversamente proporcional a la dificultad/grado de exigencia de la asignatura.
– Los alumnos repetidores se matriculan de un mayor número de asignaturas porque creen que son capaces de afrontarlas todas, pero a medida que se acerca la evaluación disminuye su asistencia, no tienen capacidad de esfuerzo y abandonan.
– Los resultados académicos de los alumnos que asisten regularmente a clase son hasta cuatro veces mejores.
Finalmente, también hay que ser conscientes de que hay profesores más rigurosos, más comprometidos con la enseñanza y que, por tanto, se toman la docencia muy en serio. Como consecuencia (y de cara a las valoraciones de su docencia) no resulta muy favorable en las clasificaciones, máxime cuando en otras asignaturas no son tan rigurosos, y en sus correspondientes exámenes no son tan exigentes o corrigen al alza, lo cual también es cierto.

jueves, 23 de noviembre de 2017

la cumbre del clima de boo 2017

La cumbre del clima (COP23) concluyó esta madrugada con la aprobación de un documento en el que empiezan a concretarse las reglas del Acuerdo de París contra el cambio climático, con el que cerca de 200 países reafirmaron su compromiso en Bonn a pesar de la salida de Estados Unidos.
El primer ministro de Fiji, Frank Bainimarama, presidente de la COP23, consideró que el texto aprobado en la cumbre es "un paso adelante para avanzar en la puesta en marcha del pacto alcanzado en 2015, si bien hay que ir más rápido en su implementación".
No obstante, negociadores de un buen número de países, entre ellos el comisario Europeo de Acción por el Clima, Miguel Arias Cañete, reconocieron a Efe que tras la COP23 se abre un año intenso de reuniones para la diplomacia climática porque "queda mucho trabajo por delante para concluir el texto de reglas en la fecha fijada", diciembre de 2018.
Sus dos principales capítulos, del total de 6, salen más avanzados de Bonn pero no cerrados. Se trata del mecanismo de revisión de los compromisos nacionales de reducción de emisiones del Acuerdo de París, y la financiación que los países ricos van a destinar a los en desarrollo en mitigación y adaptación al calentamiento.
La cuestión de la financiación, concretamente, ha retrasado hasta las 5.00 horas de las madrugada (4.00 GMT) la adopción de un acuerdo, en tanto que los países en desarrollo exigían a los ricos que reportasen con dos años de antelación cuánto dinero iban a aportar y en qué plazos, con el objetivo de que pudieran saber con qué fondos contaban.
Fuentes de la delegación europea aseguraron a Efe que con los márgenes presupuestarios que manejan los países no es factible decir, aquí y ahora -como les estaban exigiendo- cuánto dinero van a aportar en un horizonte de diez años, si bien no ha sido la UE quien se ha opuesto a avanzar en este exhaustivo reporte sino Estados Unidos, Australia y Japón.
Aunque la salida de Estados Unidos del Acuerdo de París no se materializará hasta 2020, su anuncio y el hecho de que sea uno de los grandes donantes ha creado un clima de desconfianza general en los países en desarrollo que, de manera casi unánime, han presionado al resto de países ricos que permanecen comprometidos para que les aseguren la financiación.
Los países en desarrollo lograron que el Fondo de la Adaptación del Protocolo de Kioto se mantenga en el Acuerdo de París.
Además de otras concesiones como que las naciones ricas presenten un informe transparente y detallado de cuánto dinero van a aportar hasta 2020, y lo que están haciendo a nivel doméstico antes de esa fecha, que es cuando entra en funcionamiento el pacto de París, que por primera vez tiene obligaciones para todos.
Los países en desarrollo querían asegurarse de que los principales responsables del cambio climático cumplen sus compromisos en la segunda fase del Protocolo de Kioto, hasta 2020, para ellos empezar a hacer los suyos a partir de esa fecha y mediante el Acuerdo de París.
De la COP23 salió también el diseño del llamado Diálogo de Talanoa, mediante el cual los países deberán rendir cuentas en la próxima cumbre de cómo van a incrementar la ambición de sus compromisos de reducción de emisiones nacionales para lograr el objetivo al que se han comprometido: mantener el aumento de temperatura del planeta por debajo de los 2 grados, y, si es posible, en 1,5.
Según los científicos, que aportarán un informe previo a ese diálogo sobre los impactos de 1,5 grados de aumento de temperatura, los objetivos de reducción de emisiones actuales de los países no van por buen camino para ese objetivo sino que conducen a entre 3 y 4 grados más a finales de siglo.
La COP23 sirvió también para demostrar que la Administración Trump "vive en un universo paralelo con su obsesión trasnochada por promover los combustibles fósiles", dijo a Efe Paula Caballero, portavoz de cambio climático del World Resources Institute (WRI).
Con la Adhesión de Siria al Acuerdo de París durante la COP23, Estados Unidos queda "aislado" como único país fuera del pacto, si bien su sociedad ha demostrado que "sigue dentro", atendiendo al nombre del inmenso pabellón alternativo que han tenido en la COP23 y por el que han pasado incontables gobernadores, alcaldes, empresarios, científicos y activistas estadounidenses.
Entre otros, la COP23 se cierra con un Plan de Acción de Genero en materia climática, y con una plataforma que permitirá a las comunidades indígenas -370 millones de personas- tener voz en las negociaciones, además de con innumerables compromisos de la sociedad civil.
El primer ministro de Fiyi concluyó recordando a los países que "todos estamos en la misma canoa. Los impactos pueden variar, pero ningún país puede escapar del daño del cambio climático".
Esa "canoa" queda, desde este momento, en manos de Polonia, que debe conducirla con mucha diplomacia para alcanzar el éxito en su próximo destino, la cumbre del clima de Katowice (COP24), en diciembre de 2018.EFE

Forging Ahead into the Uncertain Future of Commercial Refrigeration

“I don’t think I’ve ever seen a subject area where so many of the strategic questions are being sorted out in the field,” said Robert Cavey, a partner with Praxis Inc., in kicking off Danfoss’ 30th EnVisioneering Symposium, Refrigerants2Sustainability, which was held Sept. 27 in Orlando, Florida.
The symposium, convened to explore the forces and ideas driving commercial refrigeration strategy, brought together  leaders from across stakeholder communities to discuss the probabilities, possibilities, timelines, and new lights by which market players can gain greater clarity, build effective collaborations, and learn which paths will help them best meet their business and societal goals.
Cavey said the event was designed as a conversation around a dinner table in which the knowledge and expertise of the faculty and the student body were equal, and he urged the attendees to take advantage of the opportunity.
“We have a very diverse group of people here today who don’t typically have a chance to sit together and have a dialogue; that dialogue and discussion among the participants is really the heart of this program,” added Lisa Tryson, director, corporate communications and public relations, Danfoss.
Tryson pointed out that refrigerant regulations and the recent District of Columbia District Court ruling on the fate of hydrofluorocarbons (HFCs) under the U.S. Environmental Protection Agency’s (EPA’s) Significant New Alternatives Policy (SNAP) program are creating disruption and uncertainty in the industry.
“I think most of us in the room still see the end game as low-global warming potential [GWP] technologies, and equipment manufacturers and end users are going to continue to look over the horizon at how we achieve low-global warming potential and energy efficiency in our systems,” Tryson said. “These changes are going to impact supermarkets and commercial refrigeration equipment — how it’s designed, installed, and maintained.”
The event covered regulations, safety, climate, and consumer expectations in presentations by Mark Menzer, director of public affairs, Danfoss; Glenn Gallagher, senior air quality scientist, research division, California Air Resources Board (CARB);  Xudong Wang, director of research, Air-Conditioning, Heating, & Refrigeration Institute (AHRI); Peter Dee, sales director, Danfoss; KC Kolstad, lead mechanical engineer, refrigeration, Target Properties Management; Brad Morris, senior manager of engineering and energy, Giant Eagle Inc.; Aaron Daly, global director for energy management, Whole Foods; and Dr. Marcel Christians, chief technology officer, Ice Energy.
Among the topics of conversation:
The future of SNAP — Menzer discussed how a recent lawsuit, Mexichem Fluor and Arkema v. U.S. EPA, raised the issue of whether the EPA has the authority to make manufacturers move away from non-ozone depleting potential (non-ODP) chemicals such as HFCs based on their GWP.
A district court determined that the EPA lacked the statutory authority to mandate the phasedown of non-ODP substances, placing a cloud over the future of SNAP HFC regulation. The ruling sent the 2015 SNAP rule back to the EPA for a rewrite. What exactly the EPA will do and whether the decision will be appealed to the Supreme Court remains to be seen. For now, the court’s decision raised the specter of stranded investments and fueled a good deal of confusion in the marketplace.
The power of states — Individual states are not pre-empted by federal authority in the regulation of the relevant chemicals for GWP purposes. So, the possibility emerges of states moving ahead with delisting HFCs while the federal government either sorts out the next steps or backs away from regulation of non-ODP refrigerants.
For example, Gallagher explained that California is moving forcefully to develop regulations to phase out the use of high-GWP chemicals. California Senate Bill 1383 (2016) requires a 40 percent reduction in HFC emissions below 2013 levels by 2030. State officials emphasize that despite the court ruling sending the rule back for recrafting, EPA SNAP rules remain in effect for now.
Gallagher noted that CARB’s Short-Lived Climate Pollutant Strategy puts sales restrictions on very high-GWP refrigerants with 100-year GWPs of 2,500 or greater, prohibits high-GWP refrigerants in new stationary refrigeration and stationary air conditioning equipment, and provides financial incentives for new low-GWP systems.
In addition, the state is continuing work on codes and standards updates, exploring ways to continue HFC reductions based on the EPA’s SNAP rules, and developing requirements and timelines for phaseouts.
Flammable refrigerants — If global trends are an indicator of the direction the U.S. will take, flammable refrigerants are poised to play a larger role in the overall refrigerant regime. However, the approval process can be laborious. 
According to Wang, today’s projected path for employing flammable refrigerants has refrigeration systems and equipment meeting ASHRAE, UL, and ISO safety standards by 2018, creating model building codes by 2021, and crafting state and local codes in 2022 and beyond. AHRI and ASHRAE are conducting research programs to help make that timeline work, Wang said. Several studies are complete, including benchmarking risks of A2L (mildly flammable) refrigerants and HVACR equipment leak detection of A2L refrigerants. Others are expected to be finished by the end of 2017, including hot surface ignition testing; flammable refrigerant handling guidelines; and an effort to explore the grounds for setting charge limits of A2L, A2, and A3 refrigerants (flammable including hydrocarbons and HFOs) for various types of products. Other research projects are slated for 2018 completion.
End users moving beyond HFCs — Kolstad said Target has set the goal of being HFC-free in food distribution centers and stand-alone refrigerated display cases by 2020 and is requiring all new purchases of stand-alone units less than 2,200 Btuh cooling capacity to use HFC-free refrigerants. Starting in 2016, Target told its suppliers that it is moving to hydrocarbon R-290 for units less than 2,200 Btuh.
Morris said Giant Eagle is putting the emphasis on general maintenance, floating head pressure and suction pressure, anti-sweat control, and the like — where he said a good deal of low-hanging fruit is available. For new technology, Morris explained how Giant Eagle is looking to distributed refrigeration controls rather than a centralized approach. Distributed controls, he noted, can offer 30 percent estimated energy savings, which justifies the first cost of the controls investment.
Thermal energy storage — Christians explained how ice batteries can enable a supermarket or grocery store owner to decide when to use electricity from the grid to create cooling, offering the ability to use stored cooling to provide three to 20 tons of cooling for up to six hours. The basic formula is simple: Use lower cost, off-peak energy, and tap storage during high-cost peak hours. The time of use energy cost differential and lower demand charges cover the cost of the investment within a few years, and improved grid stability justifies utility incentives.
Financing the paradigm shift — Population growth, the growth in retail food outlets, an aging grid, and less appetite for building new generation capacity all point to energy use containment. Generally speaking, utilities are capitalized to finance the shift.
“Many utilities are sitting on large sums of capital, and they’re very interested in finding ways to get that capital employed to their advantage,” Daly said. “In my view, they increasingly need our assistance in understanding how to do that.”
To that end, he added, understanding each utility that you’re dealing with and why they want to engage with you is absolutely critical to success when it comes to leveraging incentives or rate structures and determining which steps and technologies to employ.
In summary, court-imposed ambiguity, uncertain standards and codes, and a diversity of technological options and risks complicate the relevant refrigerant questions.
Recent U.S. regulatory strategy has focused on transforming the refrigerant sector based on GWP impact, and industry stakeholders have, therefore, been exploring appropriate new directions and solutions. But, when the courts recently placed a question mark over EPA’s SNAP regulations, the issue shifted — this time to questions such as how far the country would move, what new investments would be genuinely necessary, and whether the basic strategic issues for refrigerants had again been put on ice. The resulting uncertainty is causing states, refrigeration equipment manufacturers, and end users to take individual actions to move toward low-GWP, energy-efficient technologies that stand to future-proof business and benefit the bottom line today.
Amidst the uncertainty, however, the overarching facts are clear enough: there is ample convergence of interest to support a strategic, industry-wide dialogue, and global refrigerant trends suggest it should begin sooner rather than later.

HVAC Industry Offers Tips for Selling Commercial IAQ Products

Indoor air quality (IAQ) is a tricky thing. Numerous studies and papers on the topic have been published over the years, so benefits of good IAQ in buildings are well known — healthier, more productive workers. However, the symptoms related to poor IAQ can be mistaken for symptoms of other illnesses, such as allergies, stress, colds, and the flu. Even after installing IAQ products, it may take time before there is a noticeable difference inside the building. Because of this, building owners can be hesitant to purchase IAQ products. But, there are several factors HVAC contractors can present to increase their chances of making the sale.

THE FIGHT AGAINST HUMIDITY

According to Rick Tullis, president of Capstone Mechanical in Waco, Texas, the biggest IAQ problem or challenge his clients face is humidity.
“We’re in the hot, humid climate zone, so, ironically, humidity is our biggest IAQ problem that leads to other issues,” he explained. “A lot of that is driven by how much outside air we’re required to bring in by code, which, in turn, multiplies the humidity challenges we have. So, sometimes the code does make some allowances for using different UV [ultraviolet] air cleaner products in commercial systems as a way to decrease the amount of outside air you have to bring in, because you’re treating recirculated air as it goes through the unit — I’m seeing more and more of this.”
But, as far as Capstone Mechanical is concerned, air filters are still its No. 1 selling IAQ product.
Basic filtration is the biggest seller, according to Tullis, simply because every unit has a filter.
“When we sell commercial PMAs [preventive maintenance agreements] or when we’re doing design build work, it’s pretty easy to upsell someone to higher filtration because people get it,” he said. “It’s not difficult to understand that an air filter will keep the air cleaner.”
As for UV lights and air cleaners, Tullis sees them as a trend that is becoming more popular on the design build side.
“Whether it’s a job where we’re just doing the contracting, or if it’s a new job where we are the engineer and the contractor, we’re using UV as a strategy to minimize the amount of outside air we’re bringing in to get a more optimal equipment selection for the project,” he said. “With the case of UV, by decreasing the amount of outside air humidity, the economics make it a better option because in a hot, humid climate like ours, the additional cost to handle increased outside air is way more than the cost of the UV air cleaners.”
It’s not hard to convince building owners to make the purchase as it saves money.
“In the right situation, it’s not a huge upfront cost to the customer because you’re solving a problem and saving them money — they don’t have to buy as costly a system, and all the outdoor air humidity will be treated,” he said. “The air treatment price ends up decreasing the size of the equipment you have to put on the building. It ends up being a net gain for the owner.”

Killing TWO BIRDS with ONE STONE

According to Phil London, vice president of residential services, Thermal Concepts Inc., Davie, Florida, the main IAQ product his company recommends is UV lights or something similar.
“When the subject comes up, we’re generally dealing with two aspects — they’re either looking to make the air cleaner, or they’re looking to protect the equipment,” he said. “Our clients are a mixed bag. When it comes to air quality, we typically use a product on a UV light that we tie into the ductwork called Reme Halo. We’ve had some excellent results. And that’s designed more for air quality. Our focus on the commercial side has been very successful in using that product.”
Commercial building owners tend to appreciate how the product will impact their service requirements, London said. In other words, if the UV light is installed within close proximity to the evaporator coil, it keeps the coil clean, so it reduces their overall cost — they don’t have to shut down the system to have the coils cleaned, which, in turn, keeps the air cleaner.
But, no matter the circumstance, residential or commercial, London said the team at Thermal Concepts only upsells these products based on the needs of the customers.
“We talk to our customers and ask them what their challenges are,” he said. “Is there a problem with humidity, air quality, or dirty coils all the time? We have some medical facility clients that use UV lights to keep their system coils clean, which results in cleaner air quality than it would normally be without it. In that case, it addresses two challenges they have to deal with.”
Communication is key in these situations — the sales approach has to prove two things: No. 1, you were listening, and No. 2, this product will actually solve their problem.
“We try to give customers a reference and tell them to contact this particular client because they’ve had some success with these products,” London said. “Also, lately, there are quite a few articles in trade magazines, especially since the hurricanes, that highlight UV lights and air quality components, and that’s a helpful resource for us. The overall challenge for the most part is, if you’re cleaning coils, they see immediate results. If you’re putting in UV lights to address air quality, it takes them time to recognize there is an improvement.”
London said that by taking the time to talk with customers to identify their issues and educate them on the solutions, it’s usually not hard to convince them to purchase IAQ products.
“The last thing we want to do is take advantage of our customers,” he said. “The fact is that hurricane seasons is still here for another couple weeks, and people are very aware of indoor air quality. They’re starting to ask the question: ‘what do we do?’ It’s a situation that is more timely during this time of year because of the recent hurricane and because it’s the rainy season down here in south Florida. So people tend to notice the air quality this time of year more than any other.”  

QUICK TIPS FOR SELLING IAQ

When it comes to selling IAQ products, there are several benefits contractors can address when talking to customers. Chief among them are energy efficiency and a healthier environment. However; there are several other topics to touch on, according to Daniel Jones, president, UV Resources.
“When selling commercial IAQ products, it’s important to acknowledge the current ‘healthy living’ trend sweeping society, a natural part of which is high indoor air quality,” he said. “Building owners should, therefore, come to understand that in addition to helping maintain HVAC efficiency and infection control, commercial IAQ products may help attract tenants.”
Jones offers four quick tips on selling commercial IAQ products:
  • Emphasize energy efficiency: Historically, energy-efficient HVAC systems might have meant a trade off in indoor air quality. However, with the application of ultraviolet-C light (UV-C) in HVAC systems, this is no longer the case. Building managers’ and owners’ interest in energy efficiency can be satisfied by applying UV-C to the air handler’s cooling coils, thus improving heat transfer efficiency and lowering pressure drop by stopping mold and bacteria buildup. Naturally, removing this buildup will also help to foster a healthier indoor environment.
  • Discuss infection control: Infection control, as one would imagine, is high on the radar of medical facilities and medical office buildings. However, having the ability to bring infection control to a commercial building is of growing interest to building tenants interested in providing a healthy environment for their employees and bolstering their bottom line. Providing an IAQ technology option that can deliver the ability to reduce infection control at a reasonable price is a winning proposition. 
  • Address the tightening building envelope phenomenon: Indoor environments are sealed tighter and tighter, especially during extremely hot and cold weather, to help maintain temperatures and reduce energy use. The result is less fresh air for dilution and poor IAQ. Builders are seeking ways to preserve IAQ without sacrificing the efficiency benefits gained by tightening the building envelope.
  • Tie in the importance of a clean work environment: Many new companies are creating a nontraditional work environment to attract a new generation of workers who place a premium on healthy indoor air. Building owners will, therefore, desire products that allow them to promote the fact that they are boosting IAQ for their tenants and the tenants’ employees.

Projects Highlight Air Quality, Energy Efficiency, and Comfort Goals

On average, Americans spend over 90 percent of their time indoors where concentrations of some pollutants can be two to five times higher than typical outdoor concentrations, according to the U.S. Environmental Protection Agency (EPA). In fact, the EPA ranks indoor air quality (IAQ) as a top-five environmental risk to public health while the Occupational Safety and Health Administration (OSHA) reports that approximately 1.4 million buildings in the U.S. have indoor air problems. There is also a growing awareness of the importance of IAQ among both HVAC industry and non-industry professionals. The following case studies highlight several ways in which IAQ products have been implemented to help various commercial buildings meet air quality, energy-efficiency, and comfort goals.

ARCBEST HEADQUARTERS

Originally designed to support an occupancy level of 850 people, the ArcBestSM corporate headquarters, located in Fort Smith, Arkansas, grew to 1,085 employees plus visitors. Ten percent of the people work at night, requiring 24/7 air conditioning. The increase in occupancy drove a need to introduce more outside air to maintain air quality. The outside air had to be conditioned, which increased electrical energy costs. In addition, the extra outside air caused draftiness on cold winter days, and, during the summer, the extra air flow through the air handlers resulted in some parts of the building getting too cool.
The 190,000-square-foot building has five floors of office space separated into two wings with two staircases connecting all building floors. The solution was to install 10 enVerid Systems HLR® (HVAC Load Reduction) 1000E modules — two installed on each of the five floors, one per wing — to scrub air of contaminants and reduce the amount of outside air ventilation required.
“I previously got calls from people that were cold during the summer, which was a direct result of having to introduce so much chilled air into the building to meet the appropriate CO2 levels,” said Richard Rieske, director of corporate facilities, ArcBest. “Likewise, they felt drafts during the winter due to all the outside air that was being used to ventilate the building. When the HLR modules are running, our people are more comfortable.”
An enVerid team surveyed the building’s mechanical layout, conducted an IAQ assessment, and identified potential locations for integrating the HLR systems. The number of HLR modules needed, and the resulting outside air reduction, were calculated according to ASHRAE Standard 62.1 Indoor Air Quality Procedure (IAQP) for a typical office building.
The site survey assessed the spaces that are cooled and heated, including stairways and closeted spaces, and documented the existing hydronic systems; power meters; and all demand controlled ventilation (DCV), variable air volume (VAV), and air handling unit (AHU) interactions in the building, including dampers, sensors, and exhaust systems. The survey measured and planned for the installation of the HLR modules, ensuring they would fit and could be easily moved into position. In this phase, the team also checked for wireless connectivity options and suggested connection points to the building management system (BMS).
Lastly, the team took snapshot baseline measurements of CO2, energy use, and other air quality indicators. This information was shared with the facilities management team.
Each wing is served by a dedicated AHU. Building return air is an open-plenum, suspended-ceiling type, and air is ducted to line diffusers. Building pressurization is regulated on each floor by return air mounted exhaust fans.
At the start of the project, the building’s central plant on the ground floor had two 375-ton packaged, hermetic, centrifugal, liquid, single-speed chillers. On warm days, the second chiller was required. Now, with the enVerid HLR modules, they typically only need a single chiller as the peak HVAC cooling capacity has been reduced by about 273 ton, which corresponds to a 36 percent decrease in total HVAC load. All outside air intake for the HVAC system is DCV-dependent, controlled by space CO2 sensors. The outside air damper is actuated based on an averaged CO2 value on a per floor section basis. Each floor has about 10 CO2 sensors strategically distributed. CO2 sensors residing in the eastern section on each floor were averaged separately from those in the western section. The CO2 set point is observed by the BMS to actuate outside air damper position. The building also features a Carrier iVu®  Building Automation System (BAS) running BACnet over master slave token passing (MSTP), which can optionally be integrated with enVerid’s HLR BACnet to control the outside air damper.
“Running a second chiller significantly increased our energy utility costs,” noted Tom Daigle, manager of building systems, ArcBest. “By using the enVerid HLR modules, we are not conditioning as much outside air, and we are projected to save $63,709 annually.”
Based on sensible and latent energy calculations, the energy savings for reducing outside air by 26,640 cfm equates to $63,709 annually using a standard energy model as applied to temperature and relative humidity data downloaded hourly from 2009 to 2013 in Fort Smith, Arkansas. ArcBest was also able to conserve on cooling tower water, but a separate water meter wasn’t available, so this information was not included in the overall project savings. However, based on standard calculations, ArcBest reduced water usage by 2.175 million gallons, saving approximately $11,535.
Additionally, the HLR modules allow ArcBest to maintain IAQ. CO2 levels vary throughout the day but are maintained at levels below 1,000 ppm. Volatile organic compound (VOC) measurements included total VOC (TVOC) and a full scan of speciated (separated by species) VOCs identified by the U.S. Green Building Council (USGBC) as contaminants of concern (COC). The results demonstrate the air scrubbing effectiveness of the HLR technology.
By incorporating HLR modules and using IAQP to manage how much outside air is used for ventilation, ArcBest no longer needs to rely on its DCV system. Using IAQP, HLR modules enable reduction in outside air because it provides IAQ management for all contaminants, not just people-related contaminants. Consequently, ArcBest is using the HLR modules to control outside air dampers, thereby bypassing the DCV system. Additionally, by using the HLR and IAQP, ArcBest is now managing ventilation based on all COC, instead of just CO2.
The enVerid project team continues to work with ArcBest’s facilities management team to optimize energy, IAQ, and environmental comfort. ArcBest data is captured for the National Renewable Energy Laboratory (NREL) to provide documented consumption information to the U.S. Department of Energy (DOE).

FLORIDA’S BAYVIEW CORPORATE TOWER

When competing for premier office tenants in a high-rent market like south Florida, your building better have the best finishes and systems to stand out from the competition. That’s an ongoing challenge that motivates Bunnie Willis in her role as vice president and senior property manager for the 12-story BayView Corporate Tower in Fort Lauderdale. Built in 1973, the 412,000-square-foot Class A building houses 13 corporate tenants, including AT&T, Whole Foods, and Landmark Worldwide. 
Willis routinely looks for ways to enhance the value of BayView and other Florida commercial properties she manages on behalf of New Boston Fund Inc., a multibillion-dollar private real estate investment management firm. In July 2011, during a routine evaluation of BayView Tower’s mechanical systems, Willis learned that she could provide her tenants with cleaner, healthier air by making modest upgrades to the building’s HVAC systems. One such upgrade also held the promise of saving energy, reducing maintenance costs, and extending equipment life.
A key component in the HVAC system upgrades was the addition of ultraviolet-C (UV-C) lamps. Used extensively since the 1990s to improve IAQ, and later to improve heat exchange efficiency, boost airflow, and reduce maintenance, the UV-C wavelength eliminates and further prevents microbial and organic materials buildup on HVAC cooling coils, air filters, and duct surfaces and in drain pans. 
However, it is the technology’s ability to potentially slash between 10-25 percent of HVAC energy use that drives nine out of 10 UV-C installations, according to Bruce Fontaine, vice president of business development and operations, Sustainable Management Solutions. Fontaine’s team recommended the sustainable UV-C solution, product selection, and installation at BayView. 
Following the recommendation to add UV-C technology to BayView’s air handling units (AHUs) Willis met with Miki Minic, the building’s chief engineer, who had successfully used UV-C lamp systems in several other buildings.
“There are many benefits of UV-C,” said Minic, who enthusiastically supported the addition of a UV-C energy install. “Most important is the improvement to indoor air quality levels, so tenants enjoy cleaner, healthier air. Absenteeism due to the spread of unsafe microorganisms via HVAC systems is almost eliminated. Moreover, equipment life is improved, downtime and preventive maintenance expenses like cleaning the coils, drain pans, and the purchase of coil and drain treatments, etc., is significantly reduced.”
Willis also visited similar properties in the area with HVAC UV lighting installations and looked to her peers for their input and experience with the technology.
“Following my research and meeting with other commercial property managers who had UV lighting installed, I was sold on the technology’s benefits,” she said. 
With two cooling towers, three chillers, and 24 AHUs, the UV installation at the BayView Corporate Tower presented some challenges, noted Darren Ambrosi, a project manager with Sustainable Management Solutions.
“The existing AHUs were 25 years old and offered limited access to the evaporators,” said Ambrosi. “Because of the tight access, we recommended the RLM Xtreme high-output, fixtureless UV-C lamp system from UV Resources.”
Minic had experience with the RLM Xtreme system and approved the product selection. As a result of the installation flexibility of the fixtureless UV-C lamp system, the retrofits were completed in just four days with only two installers.
An independent audit documented a 47 percent increase in the building’s airflow levels following the UV-C installation. This reduced enough energy use to result in a 90-day return on investment.
“Within one month, we saw an immediate reduction in our energy costs, which has remained consistent since the installation,” Willis said. “I believe so strongly in this improvement that we are getting ready to do it at one of our other properties in Doral, Florida. We are very satisfied with the decision to install the UV lighting.”

2.0 UNIVERSITY PLACE

Philadelphia’s 98,000-square-foot 2.0 University Place is proof that office buildings featuring high-efficiency HVAC systems, superior IAQ, and other sustainable features reap higher lease premiums, 100 percent occupancies, and ultimately attract real estate investment buyers. 
The heart of the facility’s sustainability is its HVAC system, which features active chilled beams, dedicated outdoor air systems (DOAS), and high-efficiency boilers and chillers.
Daily energy tracking reveals the building ranks in the upper 22nd percentile of Energy Star Program facilities nationwide. Energy modeling has demonstrated the building also surpasses requirements of ASHRAE Standard 90.1 (2004), Energy Standard for Buildings, Except Low-Rise Residential Buildings, by 44 percent.
The combination of technologies results in energy savings and environmental stewardship that attracts green-minded tenants and buyers. Furthermore, occupants feel a noticeable air comfort difference mainly due to tightly controlled temperature tolerances and relative humidity (RH) levels that chilled beams and DOAS offer. 
“Many of our tenants say they’ve never felt this type of air comfort or atmosphere in an office building,” said Scott Mazo, principal, University Partnership Associates (UPA), Philadelphia, which developed the property as Philadelphia’s first multiple-certified Leadership in Energy and Environmental Leadership (LEED®) Platinum buildings and one of few nationwide.
Real estate investors have also taken notice. UPA recently sold the five-story property to Swiss-based Zurich Insurance Group (ZIG) last April.
“As a buyer, they recognized not just the energy efficiency and technology features but also the commitment to sustainability, which is important to them [ZIG],” said Mazo.
Mazo led a team of designers that included the late Shraga Berenfeld, principal of the now defunct Shraga Studios Architecture, Ardmore, Pennsylvania; SPG3 Architects, Philadelphia; McHugh Engineering Associates, Ambler, Pennsylvania; Mark Ulrick Engineers Inc., Camden, New Jersey; Accord Mechanical, Norristown, Pennsylvania; and The Sheward Partnership LLC, Philadelphia.
The bulk of the HVAC system’s LEED credits and air comfort were achieved with 500 active chilled beams and their induction principle operation. Air around ceiling-mounted chilled-beam water coils continually cools and falls while warmer air rises in a continual convection of air comfort benefits with no drafts, no noise, and stable temperature tolerances of ±1°F. Chilled beams also reduce fan energy by up to 50 percent versus the large fan horsepower required in the conventional rooftop DX, ductwork, and variable air volume system the design team considered.
“The chilled beam system is a major contributor to the building’s sustainability story and ongoing energy efficiency,” said Michael Pavelsky, sustainability director, at The Sheward Partnership, which tracks and records the facility’s energy performance.
Supplying the chilled beams is a four-pipe system for heating and cooling consisting of pre-insulated polypropylene (PP-R) pipe by Aquatherm, which is used in pressurized plumbing and HVAC applications. Aquatherm’s highly-efficient piping helped accumulate LEED HVAC credits as well as other pipe loop components, such as Lochinvar LLC’s 98-percent-efficient 2,000 MBH condensing boiler; Daikin Applied’s  200-ton air-cooled chiller; and four 25 hp pumps by Bell & Gossett. The four-pipe system allows simultaneous heating and cooling options during fall and spring seasonal changes, and it helps offset perimeter heat loss and solar gain.
While some chilled beam brands use factory-set airflow nozzles that require replacement or complicated pressure balance calibrations for cfm rate changes, the IQHC model features a proprietary 12-slot nozzle that’s field-adjustable with two easily-accessed, hand-operated levers for providing a unilateral, disproportional, or equal air volume from each side. Accord Mechanical and its testing and air balancing (TAB) contractor, Independent Balancing Co., Philadelphia, both received factory-assisted chilled beam training.
“The chilled beams in the external zones definitely needed different nozzle adjustments than internal zones,” said Ulrick Joseph, principal, Mark Ulrick Engineers, which specializes in mechanical, electrical, plumbing, and fire/safety building systems.
Outdoor air requirements and condensation prevention is achieved with one 20,000-cfm rooftop PVS-24 Pinnacle DOAS unit manufactured by Semco LLC. The DOAS uses its own DX condenser, so the chiller is dedicated to just the chilled beams. The DOAS controls its operation independent of the BAS by Delta Controls Inc. Each active chilled beam’s 6-inch diameter outdoor air takeoff is supplied with conditioned outdoor air to avoid condensation from the chilled water loop’s 48°F discharge. Ventilation air depends on the chilled beam’s size and ranges from 25-85 cfm, which satisfies the building’s outdoor air requirements and surpasses ASHRAE 62.1 standards for commercial buildings, according to Joseph.
“Most chilled beam manufacturers don’t make DOAS units,” said Mazo.  “A manufacturer making both the active chilled beams and the outdoor air unit to supply them dehumidified air was integral for synergy and purposes of single-source responsibility.”

THE ATLANTIC CLUB

The Atlantic Club, one of the nation’s top health clubs, was faced with the decision of paying ongoing maintenance costs for an aging 15-year-old indoor pool dehumidifier at its Red Bank, New Jersey, location, or replacing it with modern HVAC technology.
The same decision confronts hundreds of health club facility managers today as new technology presents unprecedented energy savings that can offset enough equipment replacement costs to deliver a quick payback. Furthermore, new equipment provides health and environmental advantages that enhance membership.
The original dehumidifier’s maintenance was surpassing $1,000 annually, mostly from small refrigerant leak repairs. A future catastrophic leak event of losing the entire 60-pound R-22 refrigerant charge could have potentially cost more than $10,000 in refrigerant replacement and repair labor costs. More recently, the facility faced replacing the perpetually leaking remote condenser component of the rooftop split-system at an estimated cost of $10,000.
Acting on the advice from its preferred HVAC service contractor, Redbird Refrigeration LLC, Neptune, New Jersey, the 33,000-square-foot Atlantic Club chose new energy-saving technology with heat recovery and enhanced IAQ.
“The pool odors we sometimes noticed are no longer a factor, and the pool area’s air comfort is significantly improved,” said Kathy Guibord, a senior director at the Atlantic Club.
IAQ and air comfort have improved because of Redbird’s reconfiguration of the natatorium’s 6,900-cfm ventilation ductwork and installation of a new Seresco USA 14-ton NE-Series heat recovery, split-system rooftop dehumidifier and condenser. The indoor pool environment is now maintained at a 50 percent relative humidity and an energy-efficient 2° differential of 82° and 80° between space and water temperatures, respectively. Humidity and space/pool water temperature set points are maintained at a very strict ±1° tolerance.
The retrofit’s fast payback derives from today’s heat recovery technology, according to Ed Sneed, sales engineer, Stillwell-Hansen Inc., an Edison, New Jersey-based HVAC manufacturer’s representative, who contributed to the retrofit’s engineering. Unlike the older technology, the NE-Series recovers heat from the exhaust air to efficiently preheat the outdoor air, which amounts to an energy savings of tens of thousands of dollars annually.
The original dehumidifier began showing corrosion problems after 10 years because its piping and components were positioned in the airstream, exposed to pool chemicals and humidity 24/7. Consequently, it suffered ongoing leaks of R-22 refrigerant, which has since skyrocketed in price, increasing 400 percent since its recent U.S. Environmental Protection Agency (EPA)-mandated phase out. The new R-410A dehumidifier’s components/piping are positioned in a sealed vestibule separated from the airstream. Furthermore, its coils and inner liners are fully anti-corrosion coated and protected by the rooftop unit’s double-insulated walls that prevent outdoor temperature expansion/contraction extremes. 
Redbird Refrigeration also improved the ventilation system by relocating the natatorium’s return ductwork inlet down to deck level from its former ceiling position. The lower positioning helps draw dry, conditioned supply air toward pool occupants for air comfort and prevents air stratification.
Innovative unit replacement planning by Frank Chinnici, president, Redbird Refrigeration, saved nearly $10,000. Rather than replace the original unit’s roof curb, Chinnici ordered a custom-designed curb adaptor configured to the new dehumidifier’s ductwork configuration, which was vastly different than its predecessor. This circumvented the cost of roofing in a new curb, eliminated reconfiguring the existing downflow ductwork to fit the new dehumidifier, and minimized natatorium downtime.
Earlier in the dehumidifier’s life cycle, Redbird Refrigeration had already replaced the pool space’s two corroded in-duct electric heaters with more efficient in-duct anti-corrosion coated hot water coils, custom-manufactured by MultiTherm LLC and supplied by an existing facility boiler for space heating. The heating coil retrofit also included a 12 V modulating valve by Honeywell that steadily ramps up and eliminates overheating the pool space on start up. 
The dehumidifier also provides 200 MBtuh capacity of heat recovery to efficiently heat the pool space. When the dehumidifier can’t reach set point levels, such as on extremely cold winter days, the facility’s Carrier Corp. BAS triggers the three-way modulating valve to send hot water to the pool area’s in-duct heating coil. The BAS also monitors/controls the facility’s rooftop units manufactured by Carrier.
Another Redbird Refrigeration design feature is the dehumidifier’s accompanying condenser. Chinnici chose a low-noise unit with a short profile and small footprint to comply with local zoning. The Seresco outdoor A/C heat exchanger’s quiet operation is accomplished through fan blades fashioned after the aerodynamics and contours of owl wings.
“You can’t hear the condenser operate — even when you’re standing next to it,” noted Chinnici.
The dehumidifier has an onboard CommandCenter microprocessor that reports over 60 operational parameters from dozens of factory-installed transducers to WebSentry, a proprietary browser-based software program that sends real-time data and alarms to Chinnici’s smartphone and factory servers for historical recording. Thus, any malfunction or operational inefficiency alarm is reported the day it occurs. Previously, an energy inefficiency experienced by the old dehumidifier could go unnoticed for months until semi-annual service calls.
WebSentry’s historical data recording already helped Chinnici solve a perplexing alarm. Typically, heating coils are factory installed inside the dehumidifier and a strategically-positioned supply air sensor monitors temperature. WebSentry’s recording of an intermittent space overheating suggested that repositioning the sensor downstream could better monitor temperature and, therfore, prevent overheating.
With minimal maintenance costs and thousands of dollars in annual energy savings, the retrofit payback is expected in just a few years. Meanwhile, club members have experienced an immediate improvement in the indoor comfort.

lunes, 9 de octubre de 2017

R407H, drop-in de reducido GWP del R404A, evaluación experimental

Durante estos últimos meses en el Grupo de Ingeniería Térmica (www.git.uji.es) de la Universitat Jaume I hemos estado estudiando el refrigerante R407H (GWP=1378) como sustituto drop-in del R404A (GWP=3945) en sistemas centralizados de expansión directa a baja temperatura. En concreto, hemos realizado medidas de consumo energético en nuestro pequeño supermercado en condiciones de laboratorio (25ºC, 60% HR) manteniendo el producto en una isla de congelados a -20ºC con temperaturas de condensación de 25, 35 y 45ºC, y hemos realizado ensayos energéticos durante el proceso de recarga parcial del sistema de R404A con R407H (Figura 1).



Respecto a las pruebas de recarga parcial (top-up test), realizamos recargas parciales del sistema con R404A con R407H, en proporciones de recarga en masa del 10, 20 y 30%. Solo para una proporción de R407H del 30% observamos incrementos del COP de hasta un 4.9% acompañados de un incremento en temperatura de descarga de 6.3K (Figura 2).







Respecto a la evaluación energética, hemos observado que el uso del R407H en lugar del R404A es favorable, ya que el uso permite reducir el consumo del compresor hasta en un 7.7% y del sistema en conjunto hasta en un 4%. Sin embargo, hay que destacar que medimos un incremento en la temperatura de descarga del compresor de hasta 13.8K (Figura 3).



En conclusión, podemos decir que el R407H es un buen alternativo al R404A, ya que ofrece una reducción del GWP del 65% y reducciones del consumo energético de compresor de hasta un 7.7%.


R404A/507 in MT and LT applications

A low GWP and Low Cost service solution for R404A/507 in MT and LT applications

The European F-Gas regulation EU517/2014 is upon us. Effective since 2015, the regulation is entering a new phase of accelerated phasedown of the HFC consumption within the EU28. Compared to the baseline year of 2015, a reduction step of 37% of available quota is set for January 2018. Even in 2017, the requirement that imported pre-charged equipment consumes quota will add pressure on available quota. Owners and operators of existing installations need to find urgently cost effective solutions to maintain their equipment and cooling service.

Who is at risk?

Industry studies have shown that the largest burden on the F-gas industry to reduce its CO2 footprint will be carried by the commercial refrigeration sector. Especially impacted are systems running on high GWP refrigerants such as R404A / R507. According to EPEE's Gapometer study, 50% of existing R404A systems should be replaced or converted to a lower GWP refrigerant by January 2018 to meet this requirement.
This raises a huge challenge for our industry. Indeed, the race to retrofit these high GWP gases in commercial systems puts even more short-term pressure on quota availability. This fact, combined with further step-downs in F-gas quota means that the right choice of refrigerant is critical for initial retrofit and future service.

Choosing a Low GWP and Low Cost retrofit refrigerant - a 3-component choice

Cost Component 1: Lower the GWP

The F-gas cap and phasedown schedule for CO2 equivalent quota will inevitably put increasing pricing pressure on each tonne of CO2 required by the EU market. It is therefore essential that plant owners and operators get to the lowest GWP levels for an A1 refrigerant in their commercial refrigeration installations. Any refrigerant with a GWP greater than 1500 will see rapidly increasing cost pressure and may even require a second retrofit to lower GWPs in order to meet the cap and phasedown schedule.
R407H is an A1 classified refrigerant with a GWP <1500

Cost Component 2: The molecules

R407H is a mixture of R32 / R125 / R134a. It has been specially developed to enable a low-cost conversion of R404A and R507 systems without the need for expensive HFO components.
We at Daikin believe that the EU refrigeration industry will need HFO based solutions to comply with the F-gas regulation. Indeed, Daikin has a broad portfolio of HFO technologies. However, it is a fact that HFO molecules are more expensive to produce than traditional HFCs. We believe that the industry should only pay for HFOs or even more expensive solutions when absolutely necessary. For the replacement of most R404A / R507 MT and LT systems, R407H provides equivalent performance to HFO-based technologies with a GWP also below 1500.

Cost Component 3: Ease of retrofit & performance

In most cases, R407H can be used without major changes to existing R404A / R507 systems. R407H can be considered a "drop in" solution for many systems 2. Studies have shown that R407H has an improved COP vs other HFO/HFC based replacement refrigerants and better cooling capacity than R404A.
We believe that multiple solutions will be necessary to meet the F-gas Regulation.
HFO based technologies will be a part of those solutions and Daikin's portfolio reflects these technologies.
However, for many A1 refrigeration applications where replacement of R404A / R507 is the greatest challenge for users and contractors, R407H can meet their F-gas needs by offering:

Lower GWP <1500
Performance equivalent or higher than R404A/R507
Lower cost no need for more expensive HFO based blends
Ease of Retrofit a drop in solution for many systems

Physical data 3


    R404A R507 R407H
Chemical Formula
CHF2CF3
CH3CF3
CH2FCF3
CHF2CF3/
CH3CF3
CH2F2
CHF2CF3/
CH2FCF3
Molar Mass kg/kmol 97.6 98.86 113.07
Boiling Point at 1.013 bar °C -46.2 -46.74 -44.7
Critical Temperature °C 72.0 70.6 86.5
Critical Pressure bar 37.29 37.1 48.5
liq. cp 4 kJ/(kgK) 1.542 1.539 1.585
vap. cp 4 kJ/(kgK) 1.221 1.225 1.176
Ratio cp/cv, vap. 4
1.37 1.38 1.36
Spec. density, liq. 4 kg/m³ 1044 1048 1111
Spec. density, vap. 4 kg/m³ 65.27 68.89 41.86
Enthalpy of vaporization 4 kJ/kg 140.26 136.45 199.02
Explosive limit in air 5 % v/v N/A N/A N/A
2 However, R407H cannot be considered a "drop-in" for every system. For example, due to R407H's higher discharge temperature compared to R404A / R507, measures such as liquid injection would need to be considered for discharge temperatures exceeding 80°C.
3 Thermo-physical data calculated by Refprop 9.0
4 sat. @ 25°C
5 T = 25°C, p= 1.013bar

jueves, 28 de septiembre de 2017

el impacto de la fluorita en los refrigerantes

CHINA: Los enormes incrementos en el precio de un componente vital en la producción de HFC podrían aumentar la presión sobre los precios globales del gas refrigerante.
El precio de fluorita, el mineral del cual se produce el ácido fluorhídrico de HFC, ha alcanzado el máximo de los últimos cuatro años en China el mayor productor mundial de este mineral.
Los precios de la fluorita se han elevado casi un 40% desde febrero, lo que ha llevado a aumentos en China de alrededor del  60% en el precio del R22 y del R134a, un aumento del 130% en el precio del componente HFC R125 y un aumento masivo del 160%  en el coste del R32.
Los aumentos se atribuyen a las nuevas limitaciones medioambientales en China  en la minería de fluorita y en la producción de ácido fluorhídrico. Desde finales de 2016 la aplicación de la legislación ambiental de China se ha fortalecido significativamente. Como resultado, la producción de productos como  el ácido fluorhídrico, un producto químico altamente corrosivo, está ahora bajo la protección del medio ambiente y requisitos de seguridad.
China suministra más del 50% de la demanda mundial de fluorita, por lo que  es probable que haya mayores  incrementos sobre los precios de los refrigerantes, particularmente en Europa, donde la reducción de HFC ya está afectando los gases de elevado GWP.
Fuente: http://www.coolingpost.com/world-news/fluorspar-price-to-impact-refrigerants/

domingo, 17 de septiembre de 2017

Índice de fluidez, su importancia real en la viscosidad de un pliímero

La viscosidad de un polímero tiene mucho que ver con el peso molecular del mismo y el peso molecular tiene una relación directa con su propiedades, por tanto la medición de la viscosidad se convierte en importante para determinar las propiedades de un plástico.
Esta relación de peso molecular y viscosidad es relativa, se pueden dar casos en que, añadiendo cargas o lubricantes internos, entre otros, en la formulación del plástico se puede modificar la fluidez o viscosidad de un polímero sin alterar su peso molecular.
El ensayo utilizado para medir la fluidez se realiza en un “plastómetro", aunque se está utilizando para determinar en algunos casos la procesabilidad de un material, inicialmente fue concebido para poder controlar el peso molecular debido a la relación entre peso molecular y propiedades. Por eso el 'shear stress' y el 'shear rate' en este ensayo es bajo porque la idea era controlar peso molecular pero no procesabilidad.
Peso molecular= gramos /mol MFR = gramos /10 minutos
La viscosidad de un plástico se mide por la fluidez del mismo a traves del indicador MFI, MFR, MVR, MVI.

Índices de fluidez, ensayo

En estos aparatos se introducen unos gramos de granza y se calientan a una temperatura normalizada en función del tipo de plástico. Después se le aplica una presión a través de unas pesas (también normalizada en función del material) y se observa y mide la cantidad de material fundido que la fuerza que ejerce la pesa aplicada hace fluir por un agujero calibrado de salida del material fundido.
Este valor obtenido es el índice de fluidez del plástico introducido en el aparato del ensayo.
Como resultado se obtiene cierta cantidad de material que fluye por el agujero de salida del plastómetro en una unidad de tiempo. Los valores de fluidez se expresan en centímetros cúbicos en 10 minutos, c3/ 10 minutos o en gramos en 10 minutos, g/10m.
El valor que obtenemos de fluidez y de viscosidad, es un punto de la curva que caracteriza la viscosidad del material ensayado en función del 'shear rate'. Es por tanto una foto fija del material en unas condiciones que ademas no son las del proceso de inyección.

Comparación de materiales

Debemos prestar especial atención a la comparación de la fluidez de dos o más materiales.
El ensayo del MFI es un ensayo que podemos denominar “estático" quiere decir que al polímero le aplicamos una 'shear stress' (peso) constante como input y el 'shear rate' es un 'output'. Es la consecuencia del esfuerzo aplicado a un material y de la viscosidad del mismo. Cuanto más rápido sale el material mas 'shear rate' estamos aplicando y viceversa. En estos ensayos los valores de 'shear stress' y 'shear rate' son bajos, tanto que normalmente estamos en la zona de la curva de viscosidad del material en la que el comportamiento del mismo es Newtoniano o casi Newtoniano.
Es evidente que al aplicar un peso, según norma del ensayo del indice de fluidez, la aplicación del esfuerzo sobre el plástico es un esfuerzo constante y de bajo nivel de cizalla. Nada que ver con el proceso de inyección donde aplicaremos un esfuerzo creciente y de mayores niveles de cizalla y deformación a través de la presión de inyección aplicada.
Cuando los plásticos son sometidos a los esfuerzos de deformación habituales en un proceso de inyección su comportamiento difiere del que se observa en el ensayo de fluidez estático de laboratorio. La declinación en la viscosidad puede ser muy diferente en estas condiciones de proceso también entre dos polímeros que tengan valores similares en el valor de fluidez en el ensayo de fluidez.





Como ejemplo, podemos tener un policarbonato de MFI 4g/10m y otro PC de 20 g/10 minutos.
Podemos intuir que el llenado de nuestro molde será mucho más fácil con el PC de 20 g/10m que con el de 4 g/10m ya que tiene 5 veces más fluidez, pero …… ¿será 5 veces más fácil llenar el molde?
Podemos estimar el 'shear rate' del ensayo con el que se obtuvieron estos indices de fluidez multiplicado el MFI por una constante de 2,2 'Shear rate' = MFI X 2,2
Esto nos da un resultado de 'shear rate' (con el 'shear stress' constante del ensayo de fluidez) para el primer PC de 8,8 scg -1 y para el segundo PC de 44 seg -1.
La viscosidad de estos dos materiales (según las gráficas de viscosidad /'shear rate') en valores de 'shear rate' del ensayo es de:
PC MFI 4 g/10m …… 3.400 Pa/sg-1, PC MFI 20 ……1.000 Pa/sg-. Esto es un ratio de diferencia de viscosidad de ambos materiales en condiciones del ensayo de 3,4:1
Cuando a estos dos PC les sometemos al 'shear rate' del proceso de inyección, supongamos que 10.000 sg/-1, el ratio de diferencia de viscosidad de ambos materiales se reduce a 1.25:1.
Hemos pasado de diferencia de viscosidad entre ambos materiales en condiciones de ensayo 3,4 a 1 a un ratio en la diferencia de viscosidad en condiciones de 'shear rate' de inyección de 1,25 a 1.Por tanto las viscosidades se ha aproximado en ambos materiales.
Naturalmente que el llenado sera mas fácil con el PC de fluidez 20 pero la diferencia no será realmente tan grande como indica el 'data sheet' cuando se apliquen los esfuerzos habituales del proceso de inyección
Entonces las diferencias de fluidez que vemos en el 'data sheet' son exageradas si las comparamos con las diferencias reales en fluidez que nos encontraremos durante el llenado real del molde. El motivo es que el 'shear rate' que se ha aplicado en el ensayo es:
  • Bajo nivel de 'shear rate' si lo comparamos con el que se aplica en el proceso de fabricación
  • 'Shear rate' diferente para ambos materiales al aplicar una carga constante con diferentes viscosidades de material.
Por tanto hay que relativizar las diferencias de valores del indice de fluidez entre lotes de materia prima, siempre que estas no sean exageradas, ya que a alto 'shear rate' estas se verán reducidas.


Puede darse el caso que si comparamos dos materiales puedan tener una viscosidad determinada en el ensayo de fluidez y al aplicar la cizalla y 'shear rate' del proceso de inyección, bien por morfología, por aditivos, etc. el material que en la ficha técnica es más viscoso, se comporte incluso de modo mas fluido y podamos llenar mejor un molde determinado. En la gráfica abajo podemos ver que el material con la gráfica de color rojo, inicialmente su viscosidad es más alta pero cuando se aplica cizalla su viscosidad declina mas que el material con gráfica de color azul, siendo más fluido finalmente en la gama alta de 'shear rates'.
Por eso, creer que controlando la fluidez del material en los diferentes lotes de material recibidos estamos asegurando la repetibilidad y la consistencia de nuestro proceso de inyección es no entender la relación entre viscosidad y cizalla. Hay aspectos mucho más importantes para este objetivo como son el Delta P y no trabajar con un proceso limitado por presión.



Entonces, si el MFI no es un valor importante para la procesabilidad, ¿para qué sirve y por que aparece en casi todos los 'data sheets' y en los certificados de calidad de los lotes de material? ¿Para qué sirve controlar el valor de MFI de los lotes de material recibidos?
Si asumimos que todo los demás factores son iguales, el índice de fluidez es un valor relacionado con el peso molecular y por tanto, con las propiedades del material.
Controlar el MFI es los lotes de material recibidos es útil para asegurar que el material tiene un correcto peso molecular y que ha sido fabricado dentro de un rango de pesos moleculares y que por tanto las propiedades de las piezas fabricadas serán las esperadas.
Controlar el MFI también de piezas fabricadas para compararlo con el MFI de la granza virgen es un buen ejercicio para valorar el nivel de agresión que ha recibido el material durante el proceso y que perdida de peso molecular ha sufrido. Es asumido que durante el proceso de inyección, el husillo, la cizalla o el calor, producen rotura de moléculas y por tanto, pérdida de peso molecular. Se considera aceptable un incremento del MFI del orden del 20% al 30%.

Reómetro capilar

Equipo de laboratorio que se utiliza para caracterizar la curva completa de la viscosidad en función de toda una gama de 'shear rates', este aparato si que nos aporta el comportamiento del material durante la aplicación de esfuerzos de deformación diferentes por tanto con 'shear stress' diferentes y en toda una gama de 'shear rate'. Podemos ver cómo se declina la viscosidad en función de una gama de 'shear rate' y a diferentes temperaturas.

Resumen

MFI es un ensayo realizado con 'shear stress' constante y bajo 'shear rate'.
Nos aporta tan solo un punto de la curva de viscosidades del material en función del 'shear rate'
El 'shear stress' constante hace que en función de la viscosidad del material testado, el 'shear rate' sea diferente entre materiales de diferente viscosidad
Cuando comparamos materiales hay que tener en cuenta que al aplicar valores de 'shear rate' habituales en el proceso de inyección las viscosidades se igualan, las diferencias son mucho menores que las que aparecen en las fichas técnicas.
MFI no es un factor que asegure que la producción será consistente entre lotes. Sí aporta repetibilidad en los pesos moleculares entre los diferentes lotes y por tanto propiedades del material en diferentes lotes.

IMAGENES DE INSTALACION FRIGORIFICA DESTINADA A CENTRO COMERCIAL Y SALAS...