Trabajo final Documentación (D)

Para examinar cómo se ha realizado el proceso de búsqueda, almacenamiento y análisis de la literatura empleada en el trabajo se va a proceder de forma separada.

El proceso de búsqueda ha sido constante durante la completa realización del TFM y lo comencé ya antes del inicio del año académico. La búsqueda inició con un artículo mostrado por el profesor con el que he colaborado. En este primer artículo se encontraban ya referencias a la teoría del mecanizado en la que se basa, la teoría de Oxley, que es una de las principales. Por lo tanto, el siguiente paso fue obtener la literatura original de la misma, expuesta en una serie de artículos y un libro que aunaba la totalidad de la teoría, escrito por el propio Oxley. A su vez, sebuscaron publicaciones secundarias, como artículos de revisión y libros especializados con los que familiarizarme con el estado del arte y su evolución. Con ellos también conseguí referencias a los artículos más recientes y relevantes para la dirección que se quería tomar en el trabajo. Con el estudio de todo ello, tenía una comprensión de las fuentes originales, así como una visión general del estado de la teoría.

No obstante, durante la búsqueda sí que caben resaltar dos aspectos. El primero de ellos es el hecho de que, si bien en gran cantidad de artículos se desarrollan algoritmos y modelos de elementos finitos, resulta imposible acceder a ellos, por lo que la replicabilidad de los resultados depende por completo de cómo considere el receptor que se han realizado (un ejemplo de ello se pondrán más adelante). Esto me parece importante, especialmente si se tiene en cuenta que ya hay ejemplos de plataformas como Github (donde se puede encontrar, por ejemplo, el código empleado para realizar la reciente imagen del agujero negro) o simplemente atendiendo a la facilidad actual para comunicar la información. El segundo aspecto es la dificultad que he encontrado para buscar una serie de resultados experimentales empleados en una gran cantidad de artículos. Los resultados se publicaron en el año 2000 y estaban disponibles en una página web de un centro de investigación, pero en la actualidad esa página ya no existe. Sin embargo, precisamente gracias a la posibilidad de buscar artículos que citaron la publicación que acompañaba a esos resultados, se pudo reconstruir por lo menos parte de los mismos.

Respecto al almacenamiento de la literatura, empleé tanto copias físicas de los artículos como almacenamiento digital. Las copias físicas las realicé de los artículos principales para tener un acceso fácil y rápido a los mismo, de forma que también pudiese añadir anotaciones, subrayar, realizar esquemas, etcétera. En el ordenador mantenía una una carpeta con todos los artículos, ordenados a su vez por temas o autores. Sin embargo, la herramienta más útil fue Mendeley, con el que podía almacenar todas las referencias y subir también los archivos, haciendo también sencillo su uso durante la redacción del texto.

Por último, se va a comentar el análisis de la literatura. Como ya se ha dicho, uno de los principales problemas con los que me he encontrado ha sido la ausencia de los códigos originales empleados, especialmente en dos artículos. Uno de ellos expone un algoritmo predictivo desarrollado en base a la teoría de Oxley y es el que traté de replicar. No obstante, en un principio los resultados no se correspondían con los obtenidos en el artículo, pero el algoritmo parecía estar escrito correctamente. Tras un análisis exhaustivo, observé que simplemente cambiando el valor de un parámetro los resultados eran exactamente iguales a los del artículo. Por lo tanto, el valor de este parámetro dado en el artículo (para el que tampoco se da una explicación concreta de por qué se toma así) lo considero como una errata, al igual que otras que encontré, por ejemplo, se transcriben mal los datos experimentales tomados de otro artículo. El otro problema con el que me encontré fue con un artículo en el que se expone un modelo de elementos finitos, en concreto, el artículo con el que comencé la búsqueda de literatura. En el artículo anterior, si bien contenía erratas, las ecuaciones y la teoría estaban expuestas al completo. Sin embargo, en este otro parecen omitirse grandes partes del método empleado para realizar el modelo de elementos finitos. A su vez, los resultados no parecen corresponderse en ningún caso con otros resultados obtenidos en la literatura, tanto experimentales como obtenidos mediante elementos finitos. Por supuesto, comencé a observar esta falta de correlación una vez me había familiarizado con el tema. La consecuencia lógica es preguntarse cómo es posible que estos artículos hayan pasado el proceso de revisión por pares, teniendo en cuenta que uno tiene erratas evidentes que llegan a afectar a la replicabilidad y el otro contiene una explicación insuficiente del modelo de elementos finitos y los resultados no parecen tener sentido.

Trabajo final Aspectos Básicos (A)

El tema sobre el que se ha desarrollado el TFM es la modelización de los procesos de mecanizado, mediante la cual se pretende tener un mejor conocimiento de este tipo de procesos tan importantes en la fabricación. En base a la bibliografía disponible se ha realizado un algoritmo predictivo y un modelo de elementos finitos. Estas son dos herramientas muy útiles. El algoritmo se basa en la teoría analítica y permite caracterizar toda la zona en la que se produce el corte, incluyendo las tensiones producidas, temperaturas alcanzadas, velocidades de deformación, fuerzas, etcétera, todo ello partiendo de las condiciones de corte, es decir, la anchura y profundidad del corte, el ángulo con el que se realiza y la velocidad. Por otro lado, el modelo de elementos finitos realiza un análisis térmico del proceso, obteniendo la distribución de la temperatura en la zona de corte. El objetivo de ambos es comprender con mayor precisión qué es lo que sucede durante el mecanizado.

Por lo general, para seleccionar las condiciones de corte que se van a emplear en un proceso de mecanizado en la industria, se recurre a la experiencia, diferentes tablas y datos experimentales. Con ello, se trata de encontrar unas condiciones de forma que se termine el trabajo en el tiempo necesario, con el acabado requerido y cuidando el desgaste de la herramienta (este desgaste es muy importante y se puede tender a ser conservador al considerar su ciclo de vida). Mediante el algoritmo y el modelo de elementos finitos se podría conocer de antemano una estimación de qué es lo que va a ocurrir durante ese proceso, permitiendo predecir con mayor precisión el resultado. No sólo eso, sino que también puede emplearse para seleccionar las condiciones de corte más apropiadas para optimizar el proceso, reduciendo el consumo de energía y el desgaste de la herramienta. A su vez, también se puede encontrar su uso para permitir modelizar los procesos de mecanizado de materiales especialmente difíciles como pueden ser las superaleaciones.

Como se ve, de forma general las aplicaciones y mejoras que pueden permitir las teorías del mecanizado y su aplicación en la forma de algoritmos predictivos y modelos de elementos finitos se centran en la industria, especialmente en la optimización de procesos, que a su vez puede llevar a un ahorro económico.

Respecto a la conveniencia (o no) de proteger los resultados lo encuentro un tema en la que pueden caber prácticas distintas dependiendo de quien desarrolle la investigación. Un aspecto importante a tener en cuenta es que todo lo que he expuesto anteriormente también requiere de una gran cantidad de datos experimentales para contrastar los datos con el objetivo de mejorar las propias teorías. Esto datos, además, son en ocasiones muy complejos de obtener, como puede ser el caso de la temperatura. La necesidad de datos experimentales también se extiende al material. Los procesos de mecanizado van a depender en gran medida del material sobre el que se trabaja y para obtener buenos resultados se requiere de un modelo termo-visco-plástico del mismo (uno muy empleado es el de Johnson-Cook). Todo esto hace necesario un gran trabajo que sin duda se beneficiaría de tener una gran cantidad de organismos y empresas que compartiesen sus resultados. Sin embargo, como ya he dicho, esto también puede dar (en principio) cierta ventaja a una empresa que puede no desear compartir sus resultados con el exterior, recurriendo, por ejemplo, al secreto industrial.

En definitiva, la aplicación de las teorías del mecanizado mediante algoritmos predictivos y modelos de elementos finitos pueden permitir un mayor control sobre los procesos de producción, permitiendo una mejor previsión del desgaste de la herramienta y el acabado superficial, así como un ahorro económico. Sin embargo, también requieren de una gran experimentación para la corroboración de resultados y realización de los necesarios modelos del material. Esto, sin duda, se facilitaría con una colaboración general, pero las empresas también pueden recurrir al secreto industrial para evitar que otros empleen sus resultados.

Coleccionar referencias. Gestores bibliográficos (Dt8)

Durante la realización del TFG y del TFM se haceque los estudiantes completen un pequeño curso de competencias informacionales, realizado por la biblioteca, para saber buscar, evaluar y utilizar. En él ya se menciona Mendeley. En el TFG que realicé la cantidad de referencias (y el tipo, puesto que eran principalmente normativa) no era mucha por lo que una herramienta como Mendeley no representa una gran ventaja. Por ello, terminé utilizando simplemente la herramienta que viene implementada en Word. Sin embargo, para el TFM, en el que necesito citar y gestionar una gran cantidad de artículos científicos, Mendeley resulta muy útil.

La implementación de Mendeley en Word es muy sencilla, siendo necesario únicamente presionar un botón (por lo menos yo sólo he necesitado eso). Una vez se hace, se puede emplear inmediatamente; en la figura 1 se ve cómo queda parte de la pestaña de herramientas, con Mendeley a un lado y las citas de Word al otro. Para introducir la cita únicamente se tiene que presionar el botón "Insert Citation" y buscar el artículo en Mendeley. La bibliografía también es muy sencilla de realizar, únicamente seleccionando "Insert Bibliography" con el cursor donde quieres incluirla. Por último, se actualiza automáticamente, al contrario que en Word.

Figura 1. Pestaña en Word con la herramienta de Mendeley.

Sin embargo, la característica más importante, por lo menos para mí, es la facilidad con la que se pueden conseguir los datos bibliográficos, ahorrando una gran cantidad de tiempo ya sea en encontrarlos o en escribirlos correctamente. Otra función que me ha parecido interesante es la de recomendar documentos relacionados con los que ya tienes añadidos. De esta forma he conseguido encontrar rápidamente una gran cantidad de referencias de artículos que ya tenía pero de los que me quedaba de descargar el archivo de datos bibliográficos. Es además una manera de buscar artículos relacionados con los que ya se tienen incluidos.

No he probado la función que tiene Mendeley para crear grupos de investigadores con los que compartir las referencias, haciendo de Mendeley como una red social. Sin embargo, parece útil para crear grupos con los que compartir los intereses en la investigación. En definitiva, Mendeley me parece una aplicación muy útil para gestionar las referencias y facilitar la investigación.

Patentes II (At9)

Sin duda, las patentes parecen una buena opción para la protección de una invención ya que te le dan al inventor (o, mejor dicho, al propietario de la patente, puesto que no siempre coinciden) el control sobre la misma. La prioridad que se le otorga sobre su invención, en un principio, le permitiría adquirir rentabilidad a la inversión que ha tenido que realizar anteriormente durante el proceso de investigación (o simplemente como "recompensa" por haber tenido dicha idea). Esto también contribuiría al avance del estado de la técnica puesto que la patente se debe publicar, poniéndola por lo tanto a disposición de todos.

Sin embargo, como se ha señalado en múltiples lecturas propuestas en la lección, no es oro todo lo que reluce y las patentes deben tratarse también con cuidado, puesto que si bien al inicio se debe realizar una serie de pagos por su realización, posteriormente también se debe invertir dinero en su defensa (no sabría decir cuánto dinero se puede gastar durante un proceso de este tipo, pero imagino que no es difícil que te cueste más que la propia realización de la patente). Además, si bien es cierto que con la patente se publica la invención de forma que puede ser consultada por el resto, también representa un freno a posibles mejoras, como se expone claramente con el ejemplo de Watt y Boulton, especialmente si los propietarios de la patente tienen los medios para imponerse.

Por tanto, las patentes tienen unos beneficiarios concretos, aquellos que puedan pagarlas y plantar una defensa jurídica. Este punto de vista se expone en este artículo presentado en la entrada. Sin embargo, tampoco estoy del todo de acuerdo con el primer punto que expone en contra de las patentes: que haces pública tu invención. En sus palabras: "no es bueno no ya porque te puedan copiar, sino porque das ideas". Me parece que el único aspecto positivo de las patentes es precisamente que se hace pública la invención, de la misma forma que en la investigación se avanza publicando artículos científicos. Entiendo que las empresas tengan secretos industriales (en la anterior entrada sobre patentes exponía el caso de la empresa en al que realicé prácticas curriculares y estoy de acuerdo en que mantengan en secreto su proceso, especialmente porque no resulta tan crítico), pero no veo por qué publicar tu innovación sea necesariamente malo. De nuevo, volviendo al ejemplo de Watt, la patente del condensador permitió dar lugar a mejoras que podrían haberse realizado mucho antes si Watt y Boulton no hubiesen frenado continuamente su desarrollo. Un punto similar se puede obtener con la lectura del artículo "Nadando contra patentes".

En definitiva, creo que, si bien las patentes tienen el efecto deseado de hacer públicas las innovaciones, con el tiempo tienden a parar la innovación que puede depender de desarrollos recientes. Esto es especialmente cierto al comparar la capacidad que tienen empresas pequeñas frente a las más grandes. Creo que si tuviese que existir un mecanismo que premie la innovación y dé cierta ventaja al inventor, la patente no parece ser el método óptimo. En cualquier caso, tampoco estoy seguro de que deban existir estos tipos de mecanismos ya que parece que sea de la forma que sea las grandes empresas van a ser las más beneficiadas. Necesitaría más datos para una opinión completamente formada.

Patentes (At8)

Como ya describí en la entrada anterior, el trabajo fin de grado lo realicé durante las prácticas curriculares y se trata de una evaluación de distintas opciones para la reestructuración de las instalaciones frigoríficas de la empresa en la que estuve. Así pues, se pueden distinguir dos aspectos separados: por un lado el documento realizado y por otro las instalaciones que eran objeto del trabajo.

Respecto al documento, al ser un trabajo realizado en la empresa dentro del contrato de prácticas, si bien yo soy el autor del documento por haber realizado el trabajo, la empresa es la propietaria última y puede hacer con él lo que estime oportuno (esto recuerda a las patentes, puesto que una cosa es el inventor y otra el titular de la patente).

Las instalaciones frigoríficas se empleaban para el almacenamiento de raíz de endibia, de forma que durante la temporada de recogida se guardaban y se tenían disponibles durante el resto del año. Sin embargo, precisamente porque con la realización del TFG se debía exponer su proceso de conservación frigorífica, el proyecto se tuvo que poner bajo confidencialidad, de forma que el trabajo no se publicase. Esto se debe a que el proceso de conservación lo desarrollaron en la propia empresa. De hecho, tienen dos procesos de conservación distintos que emplean dependiendo del tipo de raíz, pero ambos los desarrollaron ellos. Así pues, si hay algo que tenga la posibilidad de ser patentado, son los procesos de conservación.

Atendiendo a los requisitos para poder realizar una patente, la invención debe ser novedosa, representar una actividad inventiva y tener aplicabilidad industrial. Respecto al primer requisito, he de resaltar que el estado de la técnica de los procesos de conservación de algo tan específico, como es la raíz de endibia, no son fáciles de estudiar o, mejor dicho, de encontrar. En la empresa se me aseguró que efectivamente, ninguna otra empresa del sector empleaba dichos procesos ya que eran producto de la experiencia de la empresa. Puesto que los datos que encontré (que, repito, tampoco eran muchos) validaban dicha afirmación, se puede concluir que efectivamente es novedoso.

El tercer requisito parece estar claro, puesto que ya he mencionado que ya se están empleando en la empresa, por lo que la aplicabilidad industrial está demostrada.

Ahora bien, en el segundo requisito, la actividad inventiva, es donde pueden surgir las dudas. Como ya he dicho, las empresas del sector no emplean esos métodos de almacenamiento. De los dos que emplea la empresa y que eran objeto del trabajo, uno de ellos se basa en un proceso de conservación de otro vegetal y el segundo es una mejora (bastante radical) del método original para conservar la raíz. Por lo tanto, el primero de los métodos se podría discutir si tiene esa característica de actividad inventiva, puesto que un experto debería concluir si se trata o no de una aplicación muy distinta. En el caso del segundo método creo que es más claro que sí se trata de una actividad inventiva, puesto que se desarrolló durante años con la actividad de la empresa.

En definitiva, de los dos procesos uno de ellos podría no poder patentarse, dependiendo del juicio del experto en la materia, y el otro sí que podría patentarse (de nuevo, no me baso en el juicio de un experto, pero el proceso parece lo suficientemente distinto y original). Sin embargo, no creo que la empresa crea necesario realizar la patente, sino que recurre al secreto industrial para mantener su ventaja (de ahí la confidencialidad del trabajo). La veo una decisión correcta ya que el sector no es muy grande y el secreto puede mantenerse privado fácilmente.

Citas y referencias (Dt7)

El TFG lo realicé durante las prácticas curriculares en una empresa del sector agroalimentario. En concreto, se trata de la evaluación de distintas opciones con las que restaurar sus instalaciones frigoríficas. Por tanto, se puede definir más bien como un proyecto industrial. Como tal, las citas no son muchas y bibliografía es escueta, contando principalmente con normativa.

En concreto, el TFG cuenta con 18 referencias y el estilo que empleé fue el IEEE. Como ya he dicho, gran parte de las referencias son distintas normas (como el CTE y los reglamentos europeos referentes a los refrigerantes), guías técnicas (por ejemplo, del IDAE) y algún informe. Recuerdo, además, buscar expresamente como citar la normativa europea. Por otro lado, también hay varias referencias de libros versados principalmente en instalaciones frigoríficas. La bibliografía solo contiene dos artículos científicos empleados para aspectos muy específicos que no se encontraban en libros.

Nada más mirar la bibliografía he localizado dos fallos importantes en la estructura de dos referencias. En ambas los autores estaban situados después del título de las publicaciones. Me parece extraño puesto que dadas las pocas citas que eran necesarias, empleé la herramienta ya presente en Word. El resto de referencias eran correctas. Sin embargo, a parte de dichos fallos, no cambiaría nada más en el resto del documento. Como ya he dicho, no hay una gran cantidad de referencias y las citas tampoco eran usuales ya que gran parte del texto contenía datos de la empresa y del proceso, cálculos, etcétera, que no requieren cita alguna.

Indicadores CTS (At7)

En los datos mostrados en las fuentes se advierten una gran cantidad de características o tendencias que se mencionan en lecciones y lecturas anteriores. Sin embargo, es interesante ver datos más recientes y cómo la crisis económica ha influenciado en el desarrollo de la investigación en España.

Gráfica 1. Gasto en I+D empresarial en porcentaje del PIB según tamaño de empresa.

Un dato que me ha llamado especialmente la atención es la distribución del esfuerzo privado en I+D en España. Esto se muestra en la gráfica 1 y si bien ya se había mencionado en otras lecciones (o por lo menos en las lecturas asociadas) que el esfuerzo de las empresas privadas es inferior que en otros países de la UE, llama la atención la contribución de las PYMES. En el informe Cotec de 2019 se expone que el 46,3% de la inversión privada en I+D es de estas empresas, lo cual no resulta ventajoso ya que son precisamente las grandes empresas las que tendrían mayor capacidad para introducir los nuevos productos o procesos.

Gráfica 2. Evolución del personal de I+D en España. (Cotec)

Gráfica 3. Personal en I+D entre 2006 y 2017. (ICONO)

Otro gráfico presentado por Cotec que me ha llamado la atención es el de la evolución del personal de investigación en España. Si bien ya era consciente del descenso en la inversión y el personal, no había llegado a ver tan claramente la evolución de este último. Sin duda, al comienzo de la crisis se produce un gran frenazo en la incorporación de personal. Sin embargo, la peor parte viene en los años posteriores, con un claro descenso. Lo interesante es ver cómo se corresponde tan claramente con el estancamiento y descenso de la inversión en I+D por parte de la administración pública, como se muestra en la gráfica 4. En cualquier caso, el personal en investigación ya es semejante al posterior al descenso causado por la crisis, como se puede ver en la gráfica 3 de ICONO, también con un gasto del PIB casi semejante (gráfica 5). Sin embargo, este gasto representa un 1,2% del PIB, aún lejos de la ya casi mítica cifra del 2% sobre la que se sitúa la media de la UE.

Gráfica 4. Evolución del gasto en I+D en España. (Cotec)

Gráfica 5. Inversión en I+D en miles de euros. (ICONO)

Sin embargo, es interesante hacer notar que la producción científica española no decreció con la disminución de la inversión y el personal, sino que siguió creciendo, como se muestra en la gráfica 5 obtenida del informe Cotec de 2019. Únicamente a partir del año 2014 se comienza a ver un estancamiento en la producción científica.

Gráfica 5. Producción científica española. (Cotec)

Si observamos la presencia de los países en la producción científica mundial se observa también una tendencia interesante. En la gráfica 6 se muestra la comparación de la producción entre los años 2013 y 2017. A parte de poder resaltar el mantenimiento de la producción de España, el cambio más importante es el de Estados Unidos y China. China tiende a alcanzar a EEUU en detrimento también de este. Es, sin duda, un ejemplo más de cómo China se está acercando a EEUU y de lo que está llevando a las tensiones recientes relacionadas con el 5G, Huawei, etcétera.

Gráfica 6. Comparación de la producción científica internacional entre 2013 y 2017. (Cotec)

Por último, si bien no tiene mucho que ver con los indicadores, sino con cosas vistas en lecciones anteriores, añado un recurso que he encontrado en la página de FECYT y que me ha resultado muy interesante. En él se muestra un desarrollo general de cómo es la carrera del investigador en España (enlace).