REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DE FALCON
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA: INGENIERÍA ELECTRONICA MENCIÓN AUTOMATIZACIÓN

AUTOMATIZACION Y CONTROL DE ESTERILIZADORES PARA

EFECTOS DE LOS ALIMENTOS ENLATADOS DE LA EMPRESA GENERAL
MILLS DE CAGUA MUNICIPIO SUCRE PAROQUIA CAGUA DEL ESTADO
ARAGUA

Proyecto de Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero

electrónico Mención automatización

Autor: Oscar González

Tutora: Ing. Hilvys Yamarte

Punto Fijo Enero 2015

i
 ÍNDICE DE CONTENIDO

pp.
ÍNDICE DE CONTENIDO…………………………………………………… ii
LISTA DE CUADROS…………………………………………………………. iii
LISTA DE GRÁFICOS…………………………………………………………. iv
RESUMEN……………………………………………………………………… v
.
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………. 1
CAPÍTULOS………………………………………………………...…….……
I EL PROBLEMA…….……...…………………………………..…..… 3
Planteamiento del problema………………………………………….… 3
Formulación ..………………………………………………………......... 5
Objetivos de la investigación………………………...…………………. 6
Justificación………………………………………………………………. 6
Delimitación……………………….………………………………………. 7
II MARCO TEÓRICO O REFERENCIAL…………………………….. 9
Antecedentes de la investigación….……………….…………………… 9
Bases teóricas…….……………………….…………………………….. 10
Definición de términos básicos………………………………….………. 28
Sistema de variables …………………………………………………… 30
III MARCO METODOLÓGICO…………….……………….………….. 33
Tipo de investigación…………………………………….…………….…. 33
Diseño de la investigación ………………………………….………….. 33
Población y muestra…………………………………………………….… 34
Técnicas e instrumentos de recolección de datos………………….. 35
Validez y confiabilidad del instrumento……………………………….. 36
Técnicas de procesamiento y análisis de los datos………………….. 37
Procedimiento…………………………………………………………….. 38
LISTA DE REFERENCIAS …………………………………….……….…… 39

LISTA DE CUADROS

CUADRO pp.
1. Operacionalización de las variables…………………………....…... 31
2. Población y muestra………………………………..…..……………. 34

ii
 LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICOS pp.
1. Control retroalimentado………………………………………………. 16
2. Tiempo de respuesta de la temperatura en un calefactor………… 18

iii
 3. Sistema controlado con PID………………………………………….. 19
4. Diagrama de bloques de un controlador PID……………………… 19
5. Diagrama esquemático de la función de un control PID sobre un
proceso de control de temperatura…………………………………. 20
6. Ejemplo de Composición del PLC…………………………………… 21
7. Ciclo de un PLC……………………………………………………….. 22
8. Transductor de Presión……………………………………………….. 23
9. Componentes de una Termo resistencia…………………………… 24
10. Termopar inmerso en un encapsulado industrial…………………. 25

UNIVERSIDAD DE FALCÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA: INGENIERÍA ELECTRONICA

iv
 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ESTERILIZADORES PARA
EFECTOS DE LOS ALIMENTOS ENLATADOS DE LA EMPRESA GENERAL
MILLS DE CAGUA MUNICIPIO SUCRE, PARROQUIA CAGUA DEL
ESTADO ARAGUA.

Autor: Oscar González

Tutora: Ing. Hilvys Yamarte
Enero 2015

RESUMEN

Se plantea el análisis de un sistema de control automatizado para el

manejo de cuatro (4) máquinas esterilizadoras para productos enlatados. El
diseño antes mencionado se implementa como parte de la primera fase de
un sistema control y supervisión; en donde se cumpla con la etapa de la
automatización, la programación del controlador lógico programable y la
coordinación de todos los factores necesarios para que el control del sistema
sea posible. Desde el punto de vista teórico se fundamenta en aspectos
relacionados con la automatización, tipos y clases de automatización, como
también el control y sistemas de supervisión. Desde el punto de vista
metodológico la investigación se respaldó en el paradigma positivista
cuantitativo, con un tipo y diseño descriptivo de campo, enmarcado en un
diseño transaccional correlacionar, donde se utiliza como técnica la encuesta
y como instrumento, un cuestionario, el instrumento se aplicara a 40 sujetos
que laboren en el departamento de control de calidad de la empresa General
Mills. Posterior a la elaboración de este proyecto, se generan las
proyecciones de una segunda etapa para ampliar las características de
comunicación del sistema en vista de una posible conexión remota con el
centro de control de la planta, para su supervisión, recolección y registro de
información para el manejo de los históricos de los procesos de cada una de
las máquinas.

Descriptores: automatización de esterilizadores, control de procesos, PLC.

v
 INTRODUCCIÓN

Gracias a los agigantados pasos de la tecnología hoy en día existe un

amplio desarrollo en cuanto a la automatización industrial se refiere, por lo
que la empresa General Mills se equipan con los últimos componentes, las
nuevas funciones y aplicaciones permitiendo construir sistemas bajo la
premisa de diferentes soluciones y de tiempos mínimos en pro del desarrollo
industrial de la empresa.
La finalidad del proyecto es controlar cuatro (4) esterilizadores de
alimentos enlatados aparte de los 14 con los que cuenta la empresa de
alimentos General Mills dedicada a la producción en primer lugar de jamón
endiablado, y a la elaboración de productos alimenticios como lo son salsas
para pastas, barras de granola entre otros. Estos productos deben ser
debidamente esterilizados antes de pasar a la fase de etiquetado y
almacenaje para posteriormente ser colocados a la venta en el mercado.
Para realizar dicho proyecto se requiere crear un diseño adecuado el cual
se abarquen los siguientes aspectos: especificar el alcance del mismo en
cuanto a magnitud de entradas, salidas, procesos y expansión; recolección
de datos del proceso; creación del manual de operaciones; selección y
operación de los tipos de instrumentos y equipos a utilizar así como sus
accesorios, tipo de montaje, cableado, configuración, programación del
controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés), ajustes,
puesta en marcha del sistema y recomendaciones para futuras etapas.
En el capítulo I se presenta la introducción, el planteamiento del problema,
los objetivos, la justificación y los alcances y delimitación del mismo; en el
capítulo II se muestran los antecedentes relacionados con la investigación,
las bases teóricas que guardan estrecha relación con el presente trabajo de
grado, con sus respectivas bases legales, la definición de términos básicos y
el sistema de variables; en el capítulo III se presenta el marco
metodológico, donde se mencionan el tipo de investigación, diseño,

1
población y muestra, las técnicas e instrumentos de recolección de datos,
validez y confiabilidad del instrumento, las técnicas de procesamientos y
análisis de los datos y procedimiento (fases de la investigación) y en el
capítulo IV se presentan los aspectos administrativos, infiriendo que se
introducen aspectos básicos del sistema sobre el cual se va a realizar la
programación así como el modelo del PLC a utilizar en el automatismo.
Se expone el desarrollo y diseño del proyecto, los detalles del sistema, el
diagrama de tuberías e instrumentos (P&ID) y los diagramas de flujo y
finalmente se presentan los resultados obtenidos; y por último las
conclusiones y recomendaciones de todo lo referido con el presente trabajo
de grado.

2
 CAPITULO I

EL PROBLEMA

En esta sección se describe la situación problemática objeto de estudio,

las interrogantes, los objetivos que orientan la investigación y la justificación.

Planteamiento del Problema

La automatización es la facultad que poseen algunos procesos físicos

para desarrollar las actividades de operación y funcionamiento en forma
autónoma, es decir, por cuenta propia. En Sistemas de Producción Industrial,
los procesos de producción son operaciones o fases que definen un estado
de un producto (o servicio) o consiguen el estado final de un producto. Estas
operaciones se realizan a través de actividades de producción, siendo éstas
las que transforman materia y energía, incluso información, desde un estado
(físico, químico y biológico) a otro. En síntesis, la automatización Industrial se
puede entender como la facultad de autonomía o acción de operar por sí solo
que poseen los procesos industriales y donde las actividades de producción
son realizadas a través de acciones autónomas, y la participación de fuerza
física humana es mínima y la de inteligencia artificial, máxima.
En concordancia con lo antes expuesto el autor considera necesario recordar
que ésta es producto de la inteligencia natural, pero su manifestación en los
sistemas de control es mediante la programación en los distintos tipos de
procesadores, por lo que es artificial, lo que indica que a mayor nivel de
automatismo, hay un mayor nivel de inteligencia y menor nivel de
intervención físico humana quedando así solo bajo un régimen de control
periódico con la finalidad de monitorear y optimizar el sistema.
Actualmente las empresas vinculadas con la elaboración de alimentos
enlatados poseen un área de esterilización que evita la propagación de

3
bacterias u otros microorganismos infecciosos que pueden alterar la
conservación y preservación de los mismos llamada autoclave.
Una autoclave es un recipiente de presión metálico de paredes gruesas
con un cierre hermético que permite trabajar a alta presión para realizar una
reacción industrial, una cocción o una esterilización con vapor de agua. Su
construcción debe ser tal que resista la presión y temperatura desarrollada
en su interior. La presión elevada permite que el agua alcance temperaturas
superiores a los 100 °C. La acción conjunta de la temperatura y el vapor
produce la coagulación de las proteínas de los microorganismos, entre ellas
las esenciales para la vida y la reproducción de éstos, hecho que lleva a su
destrucción.
En el ámbito industrial, equipos que funcionan por el mismo principio
tienen otros usos, aunque varios se relacionan con la destrucción de los
microorganismos con fines de conservación de alimentos, medicamentos, y
otros productos.
La autoclave para alimentos es un equipo para esterilización por vapor o
agua con sobrepresión de todo material y envase que soporte las
condiciones de temperatura y presión del mismo. Debido a su bajo costo de
proceso y eficiencia en la descontaminación, la esterilización por vapor o
agua es el método más difundido y el que debe aplicarse preferentemente
sobre otros métodos. En el caso de esterilización de materiales que no
soporten físicamente la presión de vapor el método a utilizar deberá diferir
del propuesto por el Autoclave. En la industria alimenticia también es muy
común el proceso de Pasteurizado para aquellos alimentos que deban
conservarse libre de bacterias y no soporten la temperatura de esterilización,
aunque debe tenerse en cuenta la actividad microbiológica dentro del
producto para determinar cuál es el método apropiado.
En lo que se refiere a esterilizadores de alimentos en Venezuela el más
común es la autoclave, los procesos de esterilización de los mismos varían
en cuanto al tipo de envase en el que se colocan los alimentos. Debe tenerse

4
en cuenta que un proceso de esterilización de alimentos se realiza siempre
sobre el envase de uso final ya lleno.  Sin embargo la autoclave tiene como
desventaja la total dependencia del personal humano para su
funcionamiento.

Bajo esta perspectiva, la finalidad de este proyecto es analizar la

automatización de 4 autoclaves más a tal punto que solo se necesite un
mínimo de personal humano para una programación y control
periódicamente, optimizando así el proceso de esterilización en la empresa
General Mills del estado Aragua, municipio Sucre, parroquia Cagua.

Formulación del Problema

Se requiere el análisis y planificación de un proyecto de automatización

industrial hacia un proceso de esterilización de productos envasados, que
demanda colocar otra línea de máquinas esterilizadoras en la empresa
General Mills para acrecentar la cantidad, la calidad y la eficacia en la
producción. Actualmente el autor propone agregar cuatro (4) maquinas
esterilizadoras que servirán a la línea de producción principal a la empresa
ya mencionada.
Es preciso acotar que una vez que se depura el problema a investigar y la
magnitud del proyecto en general se procede a su formulación a través de
las siguientes interrogantes:
1. ¿Cómo delinear un sistema de automatización y esterilización para
productos alimenticios enlatados de la empresa General Mills?
2. ¿Cómo identificar los tipos de automatización y hacer un sistema de
supervisión remoto de monitoreo en tiempo real que valide cada uno de los
lotes de producción esterilizados?
3. ¿Cuáles son las clases de automatización que se emplean en la
empresa General Mills?

5
 4. ¿Cómo crear la documentación, planos o manual de operaciones y
mantenimiento del sistema?

Objetivos de la Investigación

Objetivo General

Analizar un sistema de control automático de máquinas esterilizadoras

para productos alimenticios enlatados de la empresa General Mills de Cagua
municipio Sucre, parroquia Cagua, estado Aragua.

Objetivos Específicos

1. Identificar el tipo de automatización de esterilizadores para productos

alimenticios enlatados que se implementan en la empresa General Mills de
Cagua, municipio Sucre, parroquia Cagua, estado Aragua.
2. Identificar las clases de automatización que se implementa en la
empresa General Mills de Cagua, municipio Sucre, parroquia Cagua, estado
Aragua
3. Analizar un sistema de supervisión remoto de monitoreo en tiempo
real que controle la producción.
4. Diagnosticar el nivel de operaciones y mantenimiento del sistema en
los planos y manuales de operación.

Justificación

La presente justificación de la investigación hace referencia a la

automatización y control de esterilizadores para productos alimenticios
enlatados, de allí la importancia en el ámbito social, educativo y científico.
Los sistemas de control y automatización forman parte importante de la
cadena productiva de procesos, controlando y generando información crítica
para el análisis y la eficiencia de los procesos productivos; de ahí la
importancia de una correcta integración de estos sistemas a las diferentes
actividades dentro de la empresa General Mills.

6
 Sin embargo, estos sistemas no pueden crearse por sí mismos, siempre
requieren de labores de diseño, programación, configuración e
implementación que se adecuen a las necesidades específicas del proceso;
dichas labores deben ser desarrolladas basándose en sistemas de control y
automatización; para aumentar la calidad y productividad.
En relación al ámbito social se infiere, que la historia de la humanidad no
habría sido la misma de no existir la inter-relación entre el mundo de las
ideas, y el progreso tecnológico, que ha ido modificando y evolucionando a
las sociedades hasta llegar a nuestros días. En estos tiempos estamos
viviendo una revolución comparable a las otras dos que ya han transformado
a la humanidad, conocida como revolución Neolítica y revolución industrial.
En el ámbito científico es importante ya que nos da a conocer los impactos
que ha tenido la automatización para las empresas y para la sociedad,
también para conocer los beneficios y perjuicios que nos ha traído.
Con un sistema de automatización habría un menor riesgo de accidentes en
las empresas. Así como han mejorado la calidad de producción y ha reducido
el tiempo de elaboración de sus productos. En el ámbito Educativo la
investigación nos permite conocer el sistema de automatización de
esterilizadores de productos alimenticios enlatados y el impacto que genera
en la empresa.

Delimitación de la Investigación

En consonancia con los estudios realizados durante la carrera el autor

infiere que, delimitar un tema de estudio significa especificar sus alcances y
determinar sus límites. Es decir, llevar el problema de investigación de una
situación o dificultad muy grande de difícil solución a una realidad concreta,
fácil de manejar.
Según Arias (2006), “la delimitación de una investigación significa indicar
con precisión en las interrogantes formuladas el espacio, el tiempo o periodo
así como los beneficiados y la población involucrada”. De acuerdo a lo citado

7
por el autor en la cita la presente investigación se delimita dentro del
paradigma positivista, con un enfoque cuantitativo, dirigido al control y
automatización de la autoclave, como contexto vital en la empresa General
Mills de Cagua estado Aragua.
La investigación se llevó a cabo tomando en cuenta los siguientes
aspectos:

Dimensión espacial.

La investigación se ubica en la empresa General Mills ubicada en la Ciudad

de Cagua, municipio Sucre, parroquia Cagua, estado Aragua.

Ámbito temporal.

La presente investigación se ha desarrollado desde Septiembre 2014 a

Febrero 2015.

Sujeto social.

Empresa de alimentos General Mills.

Acción social.

Control y automatización de esterilizadores (autoclave).

8
 CAPITULO II

MARCO TEÓRICO REFERENCIAL

Antecedentes de la Investigación

Son investigaciones realizadas anteriormente y que se asocian con el

proyecto a investigar tal cual expresa Balestrini (2002) es la comparación que
se hace de estudios previamente ejecutados y que son similares y parecidos
a la problemática que se sugiere investigar. Sobre la base de la reciente idea
señalada se presentan 3 estudios que se describen a continuación y guardan
una estrecha relación con la investigación presentada:
Avelino Gilberto Dos Reis (2010), desarrolló en la UCV el Trabajo de
Grado Automatización de la línea de producción de alimentos a escala; el
cual incluye un proceso por etapas para la automatización de una línea
productora de galletas a través de un PLC, lo cual se relaciona con el
proyecto de automatización de máquinas esterilizadoras en cuestión, ya que
en ambos, el proceso se ejecuta por etapas las cuales son controladas por el
programa del PLC; pero en éste antecedente, el autor desarrolla una
maqueta a diferencia del presente trabajo de grado que tiene como objetivo
analizar un sistema de control automático de máquinas esterilizadoras para
productos alimenticios enlatados de la empresa General Mills de Cagua
estado Aragua.
Juan g. Misle s. (2010), desarrollo en la UCV la Tesis de Grado
Modernización del sistema de control de un generador de vapor en la
empresa Agroindustrias Lesmi. Utilizando un Controlador Industrial
relacionado a la parte de control proporcional integral derivativo (PID) Dentro
de un proceso controlado por un PLC, el cual puede servir como marco de
referencia del trabajo a desarrollar, debido a la parte del proceso donde se

9
maneja un control de temperatura a través de un PID; la diferencia principal
es que se controlan calderas y en el presente trabajo de grado se
automatizan esterilizadores de productos alimenticios.
Rodríguez (2009), realizó una investigación titulada: Desarrollo de un
sistema de automatización e información para el registro y control de
infractores de la ordenanza de comportamiento ciudadano del municipio
Girardot. Metodológicamente se enmarcó bajo un diseño no experimental
basado en una investigación de campo de tipo descriptivo como proyecto
factible. Representando una información práctica al problema existente y se
llevó a cabo utilizando el criterio de la metodología de James Martín basados
en el análisis y diseño orientado a objetos. Utilizando como técnica de
recolección de información la encuesta y como instrumento el cuestionario de
14 ítems aplicados a una muestra de 100 ciudadanos, los resultados se
tabularon en diagramas circulares. El autor concluyó que debe existir un
control de infractores de la ordenanza de comportamiento ciudadano y el de
mantener un control de las multas en el municipio Girardot.
La relación entre ambos estudios radica en que deben existir métodos y
técnicas que contribuyan al control y automatización, los cuales se utilizan en
el mismo como parte del sustento de la investigación.

Bases Teóricas

En este punto se consultan los aspectos más relevantes de la

investigación. Tiene como propósito develar las variables a estudiar a través
de diversos medios tales: como libros, materiales impresos, electrónicos,
revistas, manuales y otros de igual importancia .

Automatización

Es el uso de una máquina o mecanismo diseñado para seguir un patrón

determinado y una secuencia repetitiva de operaciones respondiendo a
instrucciones predeterminadas, sustituyendo el esfuerzo físico humano o la
rutina por la observación o toma de decisiones esto quiere decir que se

10
refiere a una amplia variedad de sistemas y procesos que operan con
mínima o sin intervención del ser humano.
Entre los objetivos principales de la misma se mencionan los siguientes:
1. Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los
trabajos penosos e incrementando la seguridad.
2. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o
manualmente.
3. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las
cantidades necesarias en el momento preciso.
4. Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera
grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo.
5. Integrar la gestión y producción.
6. Incrementa la productividad.

Tipos de Automatización

La automatización fija.

Se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede

justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado
para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción
elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su
ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado. La
justificación económica para la automatización fija se encuentra en productos
con grandes índices de demanda y volumen.

La automatización programable.

Se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una

diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de producción es
diseñado para adaptarse a las variaciones de configuración del producto;
ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software):
1. Fuerte inversión en equipo general.
2. Índices bajos de producción para la automatización fija.

11
 3. Flexibilidad para lidiar con cambios en la configuración del producto.
4. Conveniente para la producción en montones.

La automatización flexible.

Es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas

flexibles poseen características de la automatización fija y de la
automatización programada. Los sistemas flexibles suelen estar constituidos
por una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre sí por sistemas
de almacenamiento y manipulación de materiales, controlados en su
conjunto por una computadora. Proveedores de equipos de automatización:
1. Fuerte inversión para equipo de ingeniería
2. Producción continua de mezclas variables de productos
3. Índices de producción media
4. Flexibilidad para lidiar con las variaciones en diseño del producto.
5. Las características esenciales que distinguen la automatización
flexible de la programable son:
6. Capacidad para cambiar partes del programa sin perder tiempo de
producción.
7. Capacidad para cambiar sobre algo establecido físicamente asimismo
sin perder tiempo de producción.

Clases de Automatización

Neumática. 

Este proceso de automatización se destaca por máquinas que utilizan el aire

comprimido para trabajar, hay que tomar en cuenta dos las máquinas que
producen el aire comprimido y aquellas que lo utilizan, aquellas que lo
producen se llaman compresores.
Anteriormente se usaban pistones para comprimir el aire, ahora los
compresores modernos utilizan dos tornillos giratorios para comprimirlo en
un solo paso. Obviamente estas máquinas utilizan el aire como su materia

12
prima, aunque este puede ser tratado para una mayor pureza y mejor
trabajo. Principalmente la neumática se utiliza para accionar herramientas
rotativas como desarmadores y taladros neumáticos, equipos de percusión
como rompedoras, así como también en equipos de pintura. La presión
comúnmente utilizada para trabajar es de 7 Atmósferas.

Hidráulica.
Son aquellas máquinas que usan fluidos para trabajar, usando mayormente
áreas para moderar las potencias. En este proceso de neumática se utilizan
distintos tipos de fluidos para obtener una alta relación de potencia y
aceleración en pocas áreas.

Estás maquinas utilizan la incompresibilidad de los líquidos para generar

grandes cantidades de potencia en muy poco tiempo. Por este mismo hecho
se usan máquinas neumáticas donde se requiere mucha potencia. 
Usando principios hidráulicos, se aplica una determinada fuerza sobre una
determinada área, para producir un efecto de mayor potencia en la
plataforma que se encuentra del lado opuesto.
Estás máquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar,
entre ellos destacan tres tipos, mezclas de aceites minerales, mezclas de
agua-aceites y aceites sintéticos, además, estos tienen una doble función,
aparte de generar potencia, también funcionan como lubricantes. Algunas de
las máquinas que utilizan principalmente la hidráulica son las grúas, equipos
de perforación, taladros y equipos de minería.

Mecánica.

Es el uso de máquinas automáticas para sustituir principalmente las

acciones humanas.
Estás máquinas transforman la energía eléctrica en energía mecánica
para desarrollar algún trabajo para el cual fueron diseñadas, este tipo de
máquinas se usan generalmente para trabajos que son repetitivos como los

13
de corte, moldeo y troquelado entre otros, y también en aquellos tipos de
trabajos que ponen riesgo la vida del trabajador.

Electrónica.

La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al

diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo
funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación,
transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros.
Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de
radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros
datos en un ordenador o computadora. Los circuitos electrónicos ofrecen
diferentes funciones para procesar esta información, incluyendo la
amplificación de señales débiles hasta un nivel que se pueda utilizar; el
generar ondas de radio; la extracción de información, como por ejemplo la
recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación); el
control, como en el caso de introducir una señal de sonido a ondas de radio
(modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que
tienen lugar en las computadoras. La electrónica es una de las herramientas
básicas en la automatización, ya que se pueden combinar una gran gama de
estos componentes.

Automatización y Sistemas de Control

La automatización es un sistema de control diseñado con el fin de usar la

capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas
anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia
de las operaciones sin intervención humana.
En la industria de alimentos envasados, algunos productos se elaboran
por lotes. Por ejemplo, se carga una máquina esterilizadora con un lote de
productos envasados y se procede a introducir la receta de esterilización del
producto para que posteriormente un sistema automático realice todo el

14
proceso, hasta tal punto, que al final el producto tenga una temperatura tan
baja que pueda ser etiquetado inmediatamente.
El control sobre un sistema automático es fundamental, debido a que
como su nombre lo indica es el encargado de que el sistema automático
funcione correctamente. El diseño de control de cada automatismo va a
depender principalmente del proceso como tal, de las variables que
intervienen en el mismo, y del alcance que se desee realizar en cuanto a
precisión, sensibilidad e inversión en el sistema. Para realizar control sobre
un proceso automático, existen principalmente dos maneras de realizarlo, la
digital y la analógica. Dependiendo de cada proceso es posible ligar ambas
formas de control para así obtener los resultados deseados.
Existen factores externos que puedan modificar las condiciones de diseño
del mismo; como lo son el factor económico y productivo. Al llevar a cabo la
función de control, el controlador automático usa la diferencia entre el valor
de consigna y las señales de medición para obtener la señal de salida.
La precisión y capacidad de respuesta de estas señales es la limitación
básica en la habilidad del controlador para controlar correctamente la
medición.

Control Realimentado en la Automatización

Un elemento esencial de todos los mecanismos de control automático es

el principio de realimentación, que permite al diseñador dotar a una máquina
de capacidad de autocorrección. Un ciclo o bucle de realimentación es un
dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud
física como temperatura, presión, nivel u otros; la compara con las
condiciones de funcionamiento establecidas, y realiza aquellas acciones pre-
programadas necesarias para mantener el sistema dentro de los límites
impuestos, propiedad que no poseen los controles no realimentados. En el
gráfico 1 se puede observar un diagrama de bloques de un control
realimentado.

15
Gráfico 1. Control Retroalimentado.

Acción de Control

Dependiendo de la acción del proceso, un incremento en la medida puede

requerir incrementos o disminuciones del valor de la señal de salida para el
control. Todos los controladores pueden ser conmutados entre acción directa
o inversa. La acción directa significa que cuando el controlador ve un
incremento de señal desde el transmisor, su salida se incrementa. La acción
inversa significa que un incremento en las señales de medición hacen que la
señal de salida disminuya. El primer paso es determinar la acción de la
salida. Por ejemplo, por razones de seguridad una válvula neumática que
inyecte vapor debe cerrarse si existe un fallo en el suministro de aire para el
control de la válvula. Por lo tanto, la misma debe ser normalmente abierta
con aire, y normalmente cerrada sin aire Segundo, considerando el efecto de
un cambio en la medición. Por ejemplo, para disminuir la temperatura del
esterilizador el caudal de vapor debería ser reducido, por lo tanto, la válvula
deberá cerrarse. Para cerrar esta válvula, la señal del controlador automático
hacia la válvula debe disminuir, por lo tanto el controlador requiere una
acción inversa.
Si se eligiera la acción directa la señal del controlador automático debería
incrementarse dando como resultado un aumento del caudal de vapor,
haciendo que la temperatura se incremente. El resultado sería un descontrol
en la temperatura. Una selección incorrecta de la acción del control siempre

16
resulta en un lazo de control inestable tan pronto como el mismo es puesto
en marcha.

Respuesta de la Salida

El controlador automático usa cambios en la señal de medición para

controlar la señal de salida, es decir, mantener el punto de operación. El
control de cualquier proceso es función de lo bien que una señal de medición
responde a estos cambios en la salida del controlador. El proceso puede ser
caracterizado por dos elementos de su respuesta, el primero es el tiempo
muerto (dead time, por su significado en inglés), o sea, el tiempo antes de
que la medición comience a responder. Segundo, la capacidad de un
proceso, específicamente, la constante de tiempo, que es definido como el
tiempo necesario para completar el 63% de su respuesta total, Combinados
con el tiempo muerto, los mismos definen cuánto tiempo lleva para que la
señal responda a cambios en la posición de la válvula.

Control ON/OFF

Este tipo de control encendido/apagado (on/off, por su significado en

inglés) es el accionamiento de la salida “calentador” (representando la
variable que calienta el sistema) como de encendido y apagado. Para un
controlador de acción inversa y una válvula del tipo on/off. El controlador
tiene dos salidas que son para máxima apertura y para apertura mínima o
válvula cerrada. Para este sistema se ha determinado que cuando la
medición cae debajo del valor de consigna, la válvula se abra; en caso de
que esté por encima del valor de consigna la válvula se cierre.
Adicionalmente se utiliza un ciclo de histéresis para controlar la variable del
proceso, es decir, el encendido y apagado de la válvula no es ejecutado justo
en el punto de operación sino un delta más arriba para cerrar y un delta más
abajo para abrir; esto podría evitar el daño prematuro del sistema de
instrumentación del proceso debido a los numerosos accionamientos, a
causa de la filosofía del control.

17
Gráfico 2. Tiempo de respuesta de la temperatura en un calefactor.

Este ciclo continuará indefinidamente, debido a que el controlador no

puede balancear el suministro contra la carga. La continua oscilación puede
o no ser aceptable, dependiendo de la amplitud y longitud del ciclo. El tiempo
de cada ciclo dependerá de dos factores; primero del tiempo muerto del
proceso y el ancho de la histéresis. El período de la señal depende de cada
proceso, debido a la rapidez con que la señal de medición cambia durante
cada ciclo. Si el proceso en sí requiere para su buen control una amplitud y
frecuencia de ciclo dañina para el actuador del sistema, la forma de control
proporcional deberá ser aplicada.

Control Proporcional Integral Derivativo (PID)

El controlador proporcional-integral-derivativo, o controlador PID, es un

dispositivo de control genérico donde el diseñador sólo tiene que dar valores
adecuados, según lo requiera la situación, a los distintos parámetros que
contiene.

18
Gráfico 3. Sistema controlado con PID.

El diagrama representa un sistema controlado por un sistema PID, en

donde R es el valor de consigna o punto de operación; E la señal de error
que posee la medición con respecto al punto de operación; Gpid el
controlador PID encargado de realizar la lógica de control; U la salida del
controlador aplicada sobre la planta para reducir en lo posible el error del
sistema; G la planta que representa la función de transferencia del sistema a
controlar; y por último C es la medición del parámetro a controlar en el
proceso, es decir, en la planta.
Este tipo de control se presenta en diferentes modos, la respuesta
proporcional es la base de los tres modos de control, si los otros dos, acción
integral y acción derivativa están presentes, éstos son sumados a la
respuesta proporcional. El diagrama de bloques de un control PID dentro de
un proceso cualquiera, también llamado configuración paralela por cómo se
representa el mismo.

Grafico 4. Diagrama de bloques de un controlador PID

19
 En el siguiente gráfico se presenta el esquema donde se puede observar
la función que ejerce el control PID sobre un proceso

Gráfico 5. Diagrama esquemático de la función de un control PID sobre un

proceso de control de Temperatura.

Controladores Lógicos Programables (PLC)

Un PLC (Programable Logic Controller), es un equipo electrónico que se

encarga de controlar en tiempo real y en medio industrial procesos
secuenciales. El PLC trabaja recibiendo órdenes del operador, con lo cual
revisa sus entradas, y dependiendo del estado de éstas y las condiciones
impuestas por los controles accesibles al operador, manipula el estado de
sus salidas ejecutando así las función es previstas.
Para que el sistema realice correctamente las funciones requeridas por el
proceso, el PLC debe poseer un programa interno realizado por un usuario o
programador el cual usualmente lo ingresa vía el software (programa)
propietario, que en la mayoría de los casos es particular en cada marca y/o
modelo de PLC.
El PLC está compuesto básicamente por un CPU (unidad central de
proceso, por su significado en español), área de memoria, y circuitos

20
electrónicos apropiados para recibir y gestionar los datos de entrada y salida.
Adicionalmente los PLC pueden poseer módulos avanzados de
comunicación y visualización, integrados o expandibles, con el fin de ampliar
las posibilidades de control sobre el sistema. Las pantallas o HMI (interface
hombre máquina, por su significado en español) o los módulos y protocolos
de comunicación permiten tener una nueva gama de soluciones para los
requerimientos de los sistemas de control avanzados. Ejemplo de su
composición:

Gráfico 6. Ejemplo de Composición del PLC.

Para la integración del PLC con la instrumentación y el sistema en general

se utilizan los siguientes componentes:
1. Entradas digitales y analógicas: reciben las señales de
instrumentación del sistema, conectándose así, a los sensores, interruptores,
señales analógicas, señales digitales y otros.
2. Salidas digitales y analógicas: se encargan de enviar las señales de
encendido y apagado a los solenoides, luces, bobinas de relés, relés de
estado sólido, y otros actuadores de tipo ON/OFF en el sistema. En caso de
ser salidas analógicas, se encargan de regular el estado de apertura de la
válvula, el valor del indicador o regular aquel equipo de instrumentación que
depende de un rango de operación.
3. Puertos de comunicación: a través de este componente, el PLC
puede comunicarse con sensores, otros controladores lógicos programables,
equipos de supervisión y/o configuración remotos, pantallas para ilustrar y

21
controlar el proceso y otros; todo lo anterior a través de diversos puertos y
protocolos de comunicación libres o propietarios.

Modo de Operación de un PLC

Un PLC trabaja corriendo continuamente el programa almacenado en su

Memoria. Podemos entender estos ciclos como la ejecución consecutiva de
tres pasos principales. Típicamente hay más de tres pasos, debido a las
múltiples funciones avanzadas que poseen los PLC actuales como por
ejemplo actualizar el HMI, ya que dan una buena idea del funcionamiento
general.

Gráfico 7. Ciclo de un PLC

Instrumentación Básica en el Autoclave

La Instrumentación es el grupo de elementos que sirven para medir,

controlar o registrar variables de un proceso con el fin de optimizar los
recursos utilizados en éste. En otras palabras, es la ventana a la realidad de
lo que está sucediendo en el proceso, que se pueda censar lo que sucede y
determinar si el mismo va encaminado hacia donde se desea, para luego
tomar acciones de control programadas en el PLC, que actúen sobre los
parámetros del sistema pudiendo así obtener los resultados operativos
deseados. La instrumentación es la clave para que la automatización sea
posible.
A continuación se presenta el tipo de instrumentación y señales que posee
una máquina esterilizadora, necesarias para su automatización.

22
Transductor de Presión

El transductor es un dispositivo o elemento que convierte una señal de

entrada en una de salida pero de diferente naturaleza física. Normalmente se
desea transformar señales de las variables físicas que se deseen medir, en
magnitudes eléctricas que son las que se manejan en el control y
automatización.
Se muestra un transductor de presión, dispositivo por medio del cual
puede transformarse la variable presión de un sistema en una magnitud
eléctrica.

Gráfico 8. Transductor de Presión

Sensor de Temperatura

Por lo general los controladores pueden recibir directamente la señal del

sensor de temperatura; éstos en el ambiente industrial se caracterizan por
tener ciertos parámetros definidos para estandarizar la medición de las
variables físicas. Dentro de estos estándares se encuentran los sensores de
tipo termo resistencia y los de tipo termopar. De no existir entradas de tipo
temperatura en el controlador existe la posibilidad de utilizar un transductor
como en el caso de la presión. En el proceso de esterilización la señal de
temperatura es crítica dentro del proceso, por lo tanto es importante una
buena selección del sensor de temperatura adecuado a los requerimientos
del proceso.

23
Termo resistencias

Los termos resistencias utilizadas en el ambiente industrial son por lo

general de tipo “PTC”, es decir, cuando la temperatura aumenta, también el
valor de su resistencia. Por ejemplo, un sensor de temperatura de tipo termo
resistencia “Pt 100” es un resistor, donde “Pt” significa platino, 100 significa
100 Ohm a 0°C (138,5 Ohm a 100°C) según DIN EN IEC 60751.

Gráfico 9. Componentes de una Termo resistencia

Generalmente una termo resistencia se utiliza cuando se requiere una

precisión alta (hasta los 0.05%), se quiere evitar todos los problemas
eléctricos que pueden ocurrir utilizando termopares (menos fuentes de
errores) y no se requiere tiempos de respuesta rápidos.

Termopar

Un termopar es un sensor de temperatura, que suministra una señal de

tensión eléctrica, que depende directamente de la temperatura, sin energía
adicional auxiliar, a causa de sus características termoeléctricas. Este efecto
termoeléctrico hace posible la medición de temperatura. Hay varios tipos de
termopares con características físicas diferentes. Ejemplo termopar inmerso
en un encapsulado industrial.

24
Gráfico 10. Termopar Inmerso en un Encapsulado Industrial.

Generalmente un termopar se utiliza cuando el lugar de medida requiere

un termómetro muy pequeño o delgado (< 1 mm), se esperan choques o
vibraciones y se requieren tiempos de respuesta rápidos.

Nivel de Líquido

Existen numerosas formas de medir nivel de líquido, en el caso de un

autoclave, su estructura le permite ser considerada como un tanque, pero
con la particularidad de que va a estar lleno de producto sólido el cual va a
ser enfriado en su debido momento con un líquido refrigerante o agua fresca;
debido a lo anterior es de notar que la cantidad de producto a esterilizar
puede variar en tamaño, cantidad, forma o tipo de agrupación.
Adicionalmente la medición de nivel es requerida por el automatismo para
detectar si la autoclave está vacía de agua (por ejemplo para iniciar un
proceso de esterilización), o si el nivel de la autoclave está lleno (por ejemplo

25
para detectar que el líquido refrigerante ha entrado en contacto con todos los
productos). Lo anterior respalda la utilización de un simple medidor de señal
ON/OFF de tipo conductivo o resistivo para indicar bajo y alto nivel. Este
sensor puede consistir en uno o varios electrodos y un relé mecánico que es
excitado cuando el líquido moja a dichos electrodos. El líquido debe ser lo
suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico, y de este
modo el aparato puede discriminar la separación entre el líquido y su vapor,
tal como ocurre en los autoclaves.

Válvulas de Control

Para el control del proceso es necesario actuar sobre las diferentes

variables del sistema, como los son la presión de aire dentro del autoclave, el
control de temperatura, el enfriamiento con líquido, y otras; todas estas
acciones son manejadas por el PLC o controlador, el cual genera una señal
de control para hacer efectiva la acción.
La señal generada por el PLC es de “control”, y como su nombre lo indica
no está necesariamente capacitada para actuar directamente sobre la
válvula; de allí el requerimiento de las características de la misma. De no
estar capacitada la señal de control directa del PLC para actuar sobre la
válvula, es necesaria la utilización de actuadores, los cuales tendrán la tarea
de manejar la potencia requerida para el accionamiento de las válvulas.

Accionamiento de Válvulas ON/OFF

Como su nombre lo indica, estas válvulas poseen dos estados durante su

funcionamiento y un tercer estado cuando no están siendo accionadas. Los
dos primeros estados corresponden a ON (abierta) u OFF (cerrada), y el
tercer estado corresponde al estado de la válvula cuando no está siendo
energizada, en otras palabras, el estado de reposo, también llamado
“normalmente abierta” o “normalmente cerrada”; este último estado es de
gran importancia para la seguridad del sistema, ya que, de éste depende el

26
estado de las válvulas cuando el proceso se encuentra inactivo y des
energizado.
El control de esta válvula puede realizarse directamente del controlador, si
las características eléctricas de ambos lo permiten, de lo contrario se
requiere la utilización de un intermediario o actuador eléctrico ON/OFF para
la alimentación eléctrica o activación del solenoide encargado de abrir o
cerrar la válvula, este dispositivo puede ser el relé.

Accionamiento de Válvulas Regulatorias

Por requerimientos del proceso, existen variables que van a ser

controladas de forma regulatoria, en donde, la cantidad de apertura de la
válvula está dentro de un rango de 0 a 100% de apertura. El control de
cuanto se va a abrir la válvula recae sobre el autómata o PLC y su acción de
control dependerá de la medición, su programación y el valor de consigna
deseado. Para relacionar la orden del PLC en cuanto a la apertura de la
válvula es posible ser necesaria la utilización de actuadores que realicen ésta
función, los cuales pueden ser de tipo hidráulico, neumático o eléctrico. Por
lo general se utiliza un módulo o transductor para en el caso de un actuador
neumático, convertir nivel de corriente o tensión enviada por el PLC a presión
en la línea de control de la válvula en cuestión.

Sistema de Supervisión Remoto de Monitoreo

Sistema de control de temperatura.

El levantamiento de temperatura y la mantención del punto de operación
de temperatura impuesto por la receta seleccionada, es controlado por la
inyección regulatoria de vapor a través de un control PID, este sistema
efectúa a plena cabalidad la función requerida, obteniéndose errores en el
control de la temperatura no mayores al 1%.

27
Sistema de control de presión
Logra controlar y ejecutar correctamente la etapa de “levantamiento de
presión”, ya que el control PID sobre la válvula de aire logra regular
adecuadamente la presión dentro del autoclave manteniendo la misma
dentro del 1% de error y ejecutando un levantamiento de presión rápido y
eficiente.

Definición de Términos Básicos

Automatización: Es la realización de una operación, una serie de

operaciones o un proceso por autocontrol, auto activación o por medios
automáticos.(Assensi, 1995)
Control: Regulación, manual o automática, sobre un sistema. (RAE, 2014)
Esterilizadores: Procedimiento empleado para la destrucción de todos los
microorganismos y formas de resistencia de los mismos (esporas).
Autoclave: Aparato para esterilizar por vapor que consiste en un
recipiente cilíndrico, de paredes resistentes; metálico, y con cierre hermético .
Alimentos: Sustancia nutritiva que toma un organismo o un ser vivo para
mantener sus funciones vitales
Producción: Se denomina producción a cualquier tipo de actividad
destinada a la fabricación, elaboración u obtención de bienes y servicios.
Sistemas de control: Un sistema de control es un tipo de sistema que se
caracteriza por la presencia de una serie de elementos que permiten influir
en el funcionamiento del sistema. La finalidad de un sistema de control es
conseguir, mediante la manipulación de las variables de control, un dominio
sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores
prefijados (consigna).
Microorganismos: Conjunto de seres vivos que se caracterizan por tener
un tamaño pequeño, de modo que la mayoría de ellos no son visibles a
simple vista, teniendo una gran sencillez en su estructura y su organización.
Delinear: Trazar las líneas de una figura. (RAE, 2014)

28
 Monitorear: Controlar el desarrollo de una acción o un suceso a través de
uno o varios monitores
Planos: son representaciones que indican o marcan ubicaciones. Su
realización, junto a la de los mapas, es uno de los objetivos de la cartografía.
Operaciones: Ejecuciones o maniobras metódicas y sistemáticas sobre
cuerpos, números etc., para lograr un determinado fin.
Mantenimiento: El mantenimiento es un conjunto de técnicas destinadas
a conservar equipos e instalaciones en servicio durante el mayor tiempo
posible (buscando la más alta disponibilidad y con el máximo rendimiento).
(García, 2008)
Programación: Es la acción y efecto de programar. Este verbo tiene
varios usos: se refiere a idear y ordenar las acciones que se realizarán en el
marco de un proyecto; al anuncio de las partes que componen un acto o
espectáculo; a la preparación de máquinas para que cumplan con una cierta
tarea en un momento determinado; a la elaboración de programas para la
resolución de problemas mediante ordenadores; y a la preparación de los
datos necesarios para obtener una solución
Configuración: Consiste en adaptar una aplicación software o un
elemento hardware al resto de los elementos del entorno y a las necesidades
específicas del usuario
Mecanismo: Conjunto de piezas o elementos que ajustados entre sí y
empleando energía mecánica hacen un trabajo o cumplen una función
Controlador: Es un programa informático que permite al sistema
operativo interaccionar con un periférico, haciendo una abstracción
del hardware y proporcionando una interfaz (posiblemente estandarizada)
para utilizar el dispositivo.
Supervisión: Se refiere a la acción de ejercer la inspección superior en
trabajos realizados por otros.

29
 Sistema de Variables

Las variables de estudio que engloban esta investigación se orientaron de

acuerdo a los objetivos propuestos con la finalidad de establecer los
indicadores que hicieron posible dicha investigación.
Según Hochman y Montero (1996), representan unidades de análisis a
través de las cuales se puede interrelacionar el conocimiento teórico del
problema con la realidad objeto de estudio; por lo tanto pueden ser definidas
en función de la posición del investigador. El autor hace énfasis en la
operacionalización de las variables, la cual consiste en descomponer o
desglosar en elementos más sencillos a las variables, para poder medirlas.
En este marco referencial se presenta el cuadro 1, a objeto de presentar las
variables estudiadas en función de sus dimensiones e indicadores. Es
importante destacar lo expresado por Arias (2006) sobre lo que es una
variable el cual se define como: “una característica o cualidad, magnitud o
cantidad, que puede sufrir cambios, y que es objeto de análisis, medición,
manipulación o control en una investigación” (p.57). En el mismo orden de
ideas, Tamayo y Tamayo (2006), afirman que, es el aspecto o dimensión de
un fenómeno que se caracteriza por la capacidad de asumir distintos valores,
ya sea cuantitativa como cualitativamente. Sabino (2002), al afirmar que las
variables son “propiedades características y manifestaciones de los objetos o
sujeto a estudiar en una situación evaluativa o investigativa, son susceptibles
de tomar distintos valores cualitativos o cuantitativos” (p.29). Las variables
representan los elementos que permiten alcanzar las metas, donde cada una
se establece desde el punto de vista conceptual y operacional. Para esta
investigación, las variables van a estar dadas por la automatización y control
de autoclaves para esterilizadores de alimentos enlatados. A continuación
se presenta el Cuadro 1, que muestra dicha operacionalización.

30
Cuadro N° 1. Operacionalización de las Variables

Objetivo General: Analizar un sistema de control automático de máquinas esterilizadoras para productos alimenticios
enlatados de la empresa General Mills de Cagua municipio Sucre, parroquia Cagua, estado Aragua
Objetivos Específicos Variable Definición Definición Dimensión Indicadores ítems
conceptual Operacional
Identificar el tipo de Uso de Tecnología *fija
automatización de sistemas o relacionada Tipos de
esterilizadores para productos elementos con sistemas automatización *programable
alimenticios enlatados que se computarizado mecánicos
implementan en la empresa s para eléctricos *flexible
General Mills de Cagua, controlar basados en
municipio Sucre, parroquia maquinarias computadora
Cagua, estado Aragua. Automatización y/o procesos s para la
industriales operación y
sustituyendo control de la
Identificar las clases de operadores industria.
automatización que se humanos. *Neumática
implementa en la empresa (ruedas2008) Clases de
General Mills de Cagua, automatización *Hidráulica
municipio Sucre, parroquia
Cagua, estado Aragua. *Mecánica

*electrónica

31
 Cuadro N° 1. (Cont.)

Objetivo General: Analizar un sistema de control automático de máquinas esterilizadoras para productos alimenticios
enlatados de la empresa General Mills de Cagua municipio Sucre, parroquia Cagua, estado Aragua
Objetivos Específicos Variable Definición Definición Dimensión Indicadores ítem
conceptual Operacional s
Proceso de Proceso *control
Analizar un sistema de supervisar las sistemático Automatización realimentado
actividades de regular las y sistemas de en la
supervisión remoto de
para actividades control automatización
monitoreo en tiempo real que garantizar para que *control
que se coincidan con proporcional
controle la producción.
Control realicen las integrado
según lo expectativas derivativo(Pid)
planeado establecidas *controladores
corrigiendo en los planes, lógicos
cualquier objetivos y programables
desviación normas de *autoclave
significativa. desempeño Sistemas de
Diagnosticar el nivel de (Robbins y supervisión *sistema de
Coulter 2005) remoto de control de
operaciones y mantenimiento
monitoreo temperatura
del sistema en los planos y
*sistemas de
manuales de operación.
control de
presión

Nota. González (2015)

32
33
 CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

En este tópico se presentan los aspectos en cuanto al tipo y diseño de la

investigación, enfoque epistemológico, paradigma de investigación, la
población de estudio, las respectivas técnicas e instrumentos y su
concerniente validación y confiabilidad que permitirán la aplicación del
instrumento diseñado para obtener la información necesaria; igualmente se
exponen los procedimientos para analizar y presentar los resultados
pertinentes del caso objeto de estudio.

Tipo de Investigación

Esta investigación es de tipo descriptiva y se circunscribe dentro del

paradigma positivista con un enfoque cuantitativo Para Sabino (2002), las
investigaciones descriptivas “no se ocupan de la verificación de hipótesis,
sino de la descripción de hechos a partir de un criterio o modelo teórico
definido”. Desde esta perspectiva, con este planteamiento se considera que
las investigaciones descriptivas conducen al análisis e interpretación de
datos confiables en función de la caracterización de una situación planteada
en la realidad.

Diseño de la Investigación

En lo que se refiere al diseño se consideró transaccional correlacional-

causal, el cual según Hernández, Fernández y Baptista (2010) se refiere a
aquellos estudios en los que los datos se recogen en un tiempo único,
limitándose a establecer relaciones entre variables sin precisar sentido de
causalidad o pretender analizar relaciones causales. (p.155). En el caso de la
investigación, el diseño también se contempla como un diseño de campo el

34
cual se limitó al estudio de la relación de las dos variables: Automatización y
Control. Por su parte de acuerdo a Palella y Martins (2010), el diseño de
campo de una investigación consiste en la recolección de datos,
directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o
controlar variables.

Población y Muestra

La población, según cita Arias (2006), “es el conjunto de elementos con

características comunes que son objetos de análisis y para los cuales serán
válidas las conclusiones de la investigación”. (P-98). En esta sección se
describe la población, y el muestreo, en caso de que sea procedente. Bajo
esta perspectiva se puede decir que la población total de estudio estructuró
en función de la naturaleza de la investigación, la misma estuvo conformada
por las siguientes unidades de análisis:

Cuadro N° 2. Población y muestra.

Distribución de la población
población números
gerentes 01
subgerentes 01
Ingenieros 10
Administrativos 03
obreros 25
total 40
Nota. Datos tomados del departamento de control de calidad de la empresa General
Mills

Muestra censal. Palella y Martins (2010), señalan que en el caso de

poblaciones pequeñas, como lo es la población en estudio, el investigador
puede abarcar su totalidad, lo que significa hacer un censo. (p. 105). En vista
de que la población es pequeña se tomó toda para el estudio y esta se
denomina muestreo censal, López (1998), opina que “la muestra es censal
es aquella porción que representa toda la población”. (p.123).

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

35
 Las técnicas son particulares y específicas de una disciplina, por lo que
sirven de complemento al método científico, el cual posee una aplicación
general. A tal efecto Arias (2006) define “la técnica es un procedimiento o
forma particular de obtener datos o información” (p.111). Y de acuerdo a ello,
esta investigación tiene un diseño de campo de tipo descriptivo, la técnica
utilizada para recabar la información fue la encuesta. Chávez (2006) define
“los instrumentos de aplicación en una investigación son los medios que
utilizan los investigadores, para medir el comportamiento o atributo de las
variables”. Por su parte, Paella y Martins (2010), la definen como aquella
destinada a obtener datos mediante un listado de preguntas escritas que se
entregan a los sujetos, quienes de forma anónima responden, igualmente por
escrito. (p. 123).
Según Arias (2006) “el instrumento de recolección de la información de
datos es cualquier recurso, dispositivo o formato en papel o digital que se
utiliza para obtener, registrar o almacenar información. En este estudio, el
instrumento aplicado fue el cuestionario, definido por Hernández, Fernández
y Baptista (2010), como un conjunto de preguntas respecto de una o más
variables a medir. (p. 217). Para estos autores, se trata del más utilizado en
la recolección de datos.
El mismo, consta de dos partes: la primera correspondiente al protocolo,
que incluye las instrucciones indicando cómo contestarlo; el propósito del
cuestionario; un agradecimiento a quien responde y la garantía de
confidencialidad de la información. La segunda parte, conformada por los
ítems que medirán las variables objetos de estudio.

Validez y Confiabilidad del Instrumento

La validación del instrumento se llevara a efecto mediante la validez de

contenido. Según lo establecido por Silva (2010), “la validez de contenido de

36
un instrumento, consiste en determinar el grado en que los ítems son una
muestra representativa del contenido que se desea medir” (p.21). De
acuerdo con lo planteado en la cita anterior, la validez del instrumento de
esta investigación se establecerá mediante el juicio de expertos, centrada en
lo establecido por García y García (2003).
El nivel de preparación de los expertos y la experiencia permiten la
formulación de opiniones en cuanto a la claridad, pertenencia y congruencia
en los ítems, en relación con los objetivos de la investigación, así como
también lo referido a la redacción, orden, cantidad de ítems, claridad y
dificultad en la estructura del instrumento.
En este orden, la validez del instrumento estará a cargo del asesor de la
materia y el tutor del autor. Un profesor ingeniero experto en el área de
Metodología y una ingeniera en alimentos experta en control de calidad.
La confiabilidad, según Silva (2010) se estima en un instrumento como las
mediaciones que permiten determinar que el mismo mide lo que se desea
medir”. De acuerdo a la estructura del instrumento en esta investigación, la
confiabilidad se computara matemáticamente mediante el cálculo del
coeficiente alfa de Cronbach, donde dicho valor debe oscilar entre 0,01 y
1,00, el cual se determinara mediante la siguiente ecuación:

Donde α: Representa el valor del coeficiente de confiabilidad.

K= 21: Número de ítems del instrumento.
 i2= 15,61 Sumatoria de las varianzas de los puntajes de cada ítems.
t2 = 71,79 Varianza de los puntajes totales.

Técnicas de Procesamiento y Análisis de los Datos

37
 La tabulación de datos, según Chávez (2007), es una técnica que emplea
el investigador para procesar la información recolectada, la cual permite
lograr la organización de los datos relativos a una variable, indicador e ítem.
Por tanto, se requiere la realización de un proceso sistemático y cuidadoso
para trasladar las respuestas emitidas por cada sujeto a la tabla o matriz de
datos, utilizando un formato estadístico que permita la determinación de las
frecuencias absolutas y relativas correspondientes a cada ítem y agrupando
los mismos en cada indicador y variable al momento de realizar su análisis.

El tratamiento de la información recabada durante el trabajo de campo

tiene una vertiente cuantitativa, puesto que los datos serán obtenidos al
administrar un cuestionario a la población objeto de estudio. Dentro de este
modelo de investigación cuantitativa, la etapa de recolección de datos resulta
de vital importancia para el estudio, en este sentido, se expone el
procedimiento a seguir a fin de obtener las respuestas a las interrogantes
planteadas.

Procedimiento

El carácter procedimental de la investigación científica, requiere que el

conocimiento se construya mediante una serie de fases, llamadas también
momentos de la investigación, que permiten estructurar en un orden lógico y
progresivo del conocimiento que se desea alcanzar. A continuación se
detallarán dichas fases:

Fase I. Revisión Bibliográfica y Documentación Electrónica

Se recopiló toda la información bibliográfica referida al tema objeto de

estudio, a así como los estudios previos al que se está realizando, a través
de técnicas como la recolección de información primaria, el fichaje en el cual
se recopiló bibliografías, registros textuales.

Fase II. Elaboración del Planteamiento del Problema

38
 Una vez analizada la literatura sobre el tema estudiado se seleccionaron
aquellos aspectos más importantes, relacionados con el planteamiento del
problema, se plantearon los objetivos los cuales orientaron la investigación,
se formularon las interrogantes para comprender que respuestas deben
encontrarse en la investigación, lo cual conlleva a la justificación proponiendo
porque debe realizarse la investigación, para luego insertar el estudio en un
contexto más amplio a objeto de destacar la importancia en el contexto social
e investigativo, a través de las implicaciones prácticas, valor teórico y utilidad
metodológica.

Fase III. Recolección de la Literatura para la Elaboración

del Marco Teórico
En esta fase se realizó la selección de la bibliografía general y específica
para abordar los antecedentes relacionados con la investigación, para luego
identificar aquellas variables que pudiesen influir sobre la delimitación del
problema, y así poder estructurar las bases teóricas y la Operacionalización
de las variables.

Fase IV. Diseño del Marco Metodológico

Se efectuó la definición del diseño de investigación el cual es de campo,

ya que se estudiaron los hechos tal como se presentan en la realidad, en su
ambiente natural sin controlar las variables objeto de estudio, se describieron
los acontecimientos en su forma original abordándolo desde una perspectiva
analítica y sistémica.

LISTA DE REFERENCIAS

39
Arias, F. (2006). El proyecto de investigación. Introducción a la metodología
científica. (5ta. Ed.). Caracas: Editorial Episteme.
Balestrini, M. (2002). Como se elabora el proyecto de investigación. Caracas:
Editorial BL. Consultores Asociados.
Chávez, N. (2006). Introducción a la investigación educativa. Maracaibo:
Editorial Universo
De Abreu, D. y Gilberto, A. (2010). Automatización de la línea de producción
de alimentos a escala. Trabajo de Grado. Universidad Central de
Venezuela. Caracas.
Delgado, E. (2005). Instrumentación y automatización venezolana, control de
procesos.
Delgado, E. (2005). Instrumentación y automatización venezolana.
Introducción a los PLC’S controladores lógicos programables.
García y García (2003). Propuesta de una programación para el uso
educativo de la informática básica dirigida a docentes de I y II etapa. Santa
Ana de Coro, estado Falcón.
GARCÍA, S. (2008). Organización y gestión integral del mantenimiento.
Editorial Díaz de Santos.
Hernández, R., Fernández, C. y Baptista, P. (2010). Metodología de la
investigación. México: McGraw Hill.
Liptak, B. (). Instrument Engineer’s Handbook on Process Control. The
Instrumentation, Systems, and Automation Society. Cuarta Edición
Misle, S. y Juan, G. (2010). Modernización del sistema de control de un
generador de vapor (Caldera) en la empresa Agroindustrial Lesmi
utilizando un controlador Industrial. Trabajo de Grado. Universidad Central
de Venezuela. Caracas.
Montero, M. y Hochman, E. (1996). Investigación documental (técnicas y
procedimientos). México: Editorial Trillas.
Palella S., S. y Martins P., F. (2010). Metodología de la investigación
cualitativa. Editorial FEDEUPEL. (3a ed.). Caracas: FEDUPEL.
Robbins y Coulter (2005). Control y automatización. Extraído el 21 de enero
de 2015.
Rodríguez. (2009). Desarrollo de un sistema de automatización e información
para el registro y control de infractores de la ordenanza de
comportamiento ciudadano del municipio Girardot. Venezuela
Ruedas. (2008). Automatización y sistemas. Extraído el 21 de enero de 2015.

40
Sabino, C. (2002). El proceso de la investigación. (2ª ed.,). Carcas: Editorial
Silva, E. (2010). Investigación acción, metodología transformadora.
Editorial Astro Maracaibo, Zulia.
Tamayo y Tamayo, M. (2006). El proceso de la investigación científica. 1era.
Edición.México: Editorial Limusa.
Vaxa Software. Soluciones de software educacionales y documentos.
Presión de vapor de agua a varias temperaturas. Extraído el 15 de enero
de 2015 desde http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/pvh2o.pdf.

41