unidad I - tema 4 variables controladas e incontroladas

1. Universidad De Oriente
Núcleo Monagas
Departamento de Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Área: Automatización y Control de Procesos Industriales
Instrumentación y Control Industrial
Maturín/Monagas/Venezuela
VARIABLES CONTROLADAS
Y
VARIABLES INCONTROLADAS.
EJEMPLOS
Profesor:
Ing. Edgar Goncalves
Bachiller (es):
Mónica Rodríguez CI: 24125020
Gustavo Velásquez CI: 20903870
Equipo GATEWAY
Maturín, Septiembre de 2014.

2. INDICE
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................................3
MARCO TEÓRICO................................................................................................................................4
Variable..........................................................................................................................................4
Variable Controlada según las referencias consultadas:................................................................4
Variable incontrolada según las referencias consultadas:.............................................................5
Ejemplo de Variable Controlada en Sistemas de Control Automático............................................6
Ejemplo de Variables Incontroladas en la Industria Hotelera.........................................................7
DISCUSION..........................................................................................................................................8
CONCLUSION....................................................................................................................................10
BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................................11

3. INTRODUCCIÓN
Los procesos industriales a controlar pueden dividirse ampliamente en dos
categorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En ambos tipos deben mantenerse
las variables, bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de
acuerdo con una relación predeterminada, o bien guardando una relación determinada con
otra variable
El sistema de control que permite este mantenimiento de las variables puede
definirse como aquel que compara el valor de la variable, o condición a controlar, con un
valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la desviación existente sin
que el operario intervenga en lo absoluto”
Los procesos industriales desde sus inicios se enfocan en controlar las distintas
variables, desde los procesos manuales hasta los más automatizados, estos procesos tienen
en consideración la mayoría de las especificaciones para obtener como resultado una
variable final con todos requerimientos.
En este sentido se tienen las variables controladas, incontroladas y extrañas las
cuales juegan un papel importante en los procesos industriales, la variable controlada puede
ser la temperatura, presión, velocidad entre otras, esta variable es el producto final del
proceso en control, además se tiene la variable incontrolada la cual se verá modificada para
afectar a la variable controlada, las variables extrañas son las que escapan de las manos del
investigador y afectan el trabajo realizado las cuales deben ser controladas hasta donde sea
posible por métodos como el balance, constancia de condiciones entre otros.
Todas estas variables van a depender de la calibración de los instrumentos de
medición y control los cuales son los encargados de realizar los distintos procesos por los
que pasaran las variables, estos procesos van desde la detección de la variable,
acondicionamiento, control, su magnitud, almacenamiento, hasta su manipulación total.
Estos procesos que serán controlados son estudiados y analizados con el fin de saber
las características de cada una d las variables que se presentaran en tales procesos, existen
numerosos ejemplos de procesos tales como, intercambiador de calor, sistemas de tanque
(liquido), sistemas de temperatura para piscinas entre otros procesos los cuales luego de ser
controlados su variable final es la deseada.
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4. MARCO TEÓRICO
Variable
“Es aquello que está sujeto a algún tipo de cambio, se trata de algo que se caracteriza por
ser inestable, inconstante y mudable”. (Definición de variables.
http://definicion.de/variable/).
Variable Controlada según las referencias consultadas:
“Es el parámetro más importante del proceso, debiéndose mantener estable (sin
cambios), pues su variación alteraría las condiciones requeridas en el sistema, su monitoreo
a través de un sensor es una condición importante para dar inicio al control.” (Jorge Cosco
Grimaney, 2008. http://es.scribd.com/doc/2634841/definiciones-basicas-de-control)
“Es la variable directa a regular, sobre la que constantemente estamos pendientes ya
que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que dentro del bucle de
control es captada por el transmisor para originar una señal de retroalimentación”.
(Variable controlada.
http://www.fisicanet.com.ar/quimica/industrial/ap04_instrumentacion.php)
“Son los parámetros que indican la calidad del producto o las condiciones de
operación del proceso” (Prof. Cristhian Beltrán Provoste. Sf.
http://www.infoplc.net/files/documentacion/control_procesos/infoPLC_net_ControlProceso
s.pdf)
Martyn Shuttleworth (Jun 2, 2008) señala que:
Las variables controladas son variables que a veces los investigadores pasan por
alto, pero que generalmente son mucho más importantes que las variables dependientes o
independientes. En cualquier diseño experimental, la falta de aislamiento de las variables
controladas comprometerá seriamente la validez interna. Este descuido puede producir que
las variables de confusión arruinen el experimento, provocando un desperdicio de tiempo y
recursos y un daño a la reputación del investigador.
Entre los tipos de variables controladas podemos encontrar:
· Presión
· Temperatura
· Nivel
· Caudal
· Velocidad
· Humedad
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5. · Posición, etc.
Variable incontrolada según las referencias consultadas:
En el documento en línea Variables de Interés y Errores de Medición. (2010) se
explica que la variable incontrolada es la que se modifica para afectar directamente a la
variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa en el proceso. Es la
cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control; el mensaje del
controlador que transmite modificaciones para lograr lo esperado de la variable controlada.
Martyn Shuttleworth (Jun 2, 2008) también estudia las variables incontroladas como
variables de confusión y expone que son variables que el investigador no controló o no
eliminó y que dañan la validez interna de un experimento.
Además expresa que una variable de confusión puede afectar negativamente la
relación entre la variable independiente y la variable dependiente. Esto puede causar que el
investigador analice los resultados incorrectamente.
En el documento en línea Variables Extrañas publicado por Rober Jacob, se expone
que estas variables deben ser controladas, hasta donde sea posible, para asegurar de que los
resultados se deben al manejo que el investigador hace de la variable independiente, más no
a variables extrañas, no controladas. Esto se puede hacer con más facilidad bajo una
investigación experimental, como dentro de un ambiente controlado, tipo laboratorio. En
una investigación cuasi-experimental con sujetos como personas, se hace un poco más
difícil. Algunos métodos para realizar este control son los siguientes:
En el documento también se presentan algunos métodos para realizar el control:
Eliminación: Cuando se sabe que existe una variable extraña que puede alterar los
resultados de la investigación, se puede controlar mediante la eliminación.
Constancia de condiciones: Si, por ejemplo, en un estudio experimental se desea
estudiar dos o más grupos de sujetos o muestras, éstos se deben someter exactamente a las
mismas condiciones, tanto físicas como de lugar, manteniendo, de esta manera, constante
las circunstancias bajo las cuales se investiga.
Balance: Cuando se sabe que una variable extraña puede influir de manera definitiva
en el estudio y no se puede eliminar, ni igualar las condiciones de los grupos o muestras, se
recurre al balanceo. Este mecanismo distribuye en forma equitativa la presencia de la
variable extraña entre los grupos.
Contrabalanceo: En algunas investigaciones se pide a los sujetos o la muestra que
respondan varias veces a un mismo estímulo o a varios estímulos diferentes. Esta serie de
respuestas puede provocar en los mismos dos reacciones: por un lado, fatiga, porque los
sujetos se cansan de estar respondiendo; por otro lado, aprendizaje, ya que después de
presentar 2 o 3 veces el mismo estímulo el sujeto ya sabe cómo responder. Para evitar estos
problemas, los grupos se pueden subdividir en subgrupos para que los efectos de la fatiga
y/o aprendizaje queden anulados.
Aleatorización: Este método de control es uno de los más sencillos y más utilizados
en ciencias sociales, sobre todo cuando se llevan a cabo estudios experimentales. Se parte
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6. del postulado de que si la selección y distribución de sujetos en grupos de control fue hecha
al azar, se puede inferir que las variables extrañas, desconocidas por el investigador, se
habrán repartido también al azar en ambos grupos, y así quedarán igualadas. De igual modo
puede pasar en algunos experimentos en las ciencias biológicas.
Ejemplo de Variable Controlada en Sistemas de Control Automático
En el trabajo publicado por el profesor Cristhian Beltrán Provoste se explica el
proceso de un Intercambiador de Calor. En este proceso, para mantener la temperatura del
producto (agua caliente) se debe disponer de otra variable capaz de afectar la variable que
está siendo controlada y que pueda ser manipulada por el sistema de control.
En este ejemplo, el sistema de control manipula la posición de una válvula de vapor.
Sin embargo, la temperatura del agua depende no sólo de la posición de esta válvula, sino
también del caudal de agua, su temperatura de entrada, el grado de ensuciamiento del
intercambiador y la temperatura ambiente.
Variable Controlada: Temperatura de salida
Variable Manipulada: Posición de la válvula
Variable de Carga (Perturbaciones): Temperatura ambiente, Caudal del agua de
entrada, Temperatura del vapor y Suciedad del intercambiador
La variable manipulada y las distintas variables de carga pueden aumentar o
disminuir la variable controlada según el diseño del proceso.
En el caso del intercambiador de calor los aumentos de la apertura de la válvula de
vapor, la temperatura de entrada y la temperatura ambiente, tienden a elevar la temperatura
del producto (agua de salida), mientras ésta baja por aumentos de caudal y ensuciamiento
del intercambiador.
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7. La temperatura de salida responde al efecto neto de estas influencias. Si las
influencias positivas son mayores que las negativas, la temperatura se eleva. Si se da el
caso contrario, la temperatura baja.
Si todas las variables de carga han de permanecer constantes, es posible ajustar la
válvula de vapor hasta que la temperatura del producto sea constante al valor deseado, y
permanecer allí indefinidamente.
El equipo de control de proceso es necesario puesto que estas variables no
permanecen constantes. Por ejemplo, las variaciones tanto de la temperatura de entrada
como del caudal modifican la temperatura del producto, y se requiere una posición
diferente de la válvula de vapor para que la temperatura del agua pueda permanecer en el
valor deseado. La tarea del sistema de control es la de determinar y actualizar
continuamente esta posición de válvula a medida que cambien las condiciones de carga.
Ejemplo de Variables Incontroladas en la Industria Hotelera
En el artículo escrito por Jared Lewis (Traducido por María Eugenia González), el
autor expresa que, como en cualquier sector, la industria hotelera tiene muchas variables
incontrolables que afectan a los que dirigen o son propietarios de hoteles, restaurantes y
otros establecimientos relacionados con el sector. Conocer cuáles son esos factores es
importante para los que trabajan en el sector, ya que esto les proporciona una oportunidad
de planear contingencias. Aunque las variables no pueden ser controladas, sus efectos se
pueden mitigar de algún modo con cuidadosa anticipación y planeación.
Cuando alguien habla de factores incontrolables en la industria hotelera, se refiere al
macro ambiente. Los factores externos como la situación económica que enfrenta el país o
el mundo están entre los factores sobre los cuales no tienen control las personas que
trabajan en el sector. Cuando la economía decae, la industria hotelera puede sufrir debido a
una caída del gasto discrecional. El turismo puede ser dejado de lado en momentos de
dificultades económicas extremas, haciendo que el sector hotelero dependa de los clientes
pertenecientes a la comunidad de los negocios.
Los cambios en la ley también afectan a las empresas dentro de la industria hotelera
y no se pueden controlar. El ambiente que regula la industria hotelera puede cambiar de vez
en cuando y esto puede tener un efecto en la forma en que los hoteles, líneas aéreas y
restaurantes dirigen sus negocios. Por ejemplo, un cambio en las leyes de impuestos que
eleven el precio de los combustibles afectará al turismo y también a los costos de la
industria hotelera.
La tecnología continúa desarrollándose sin impedimentos. La industria hotelera, al
igual que muchas otras, se ve afectada por los cambios tecnológicos. A medida que hay
disponibles nuevas tecnologías, las empresas dentro del sector están forzadas a adaptarse a
los cambios o son dejadas de lado. Por ejemplo, los cambios en las opciones de hardware y
software de computación pueden hacer necesario que una gran cadena de hoteles cambia
toda su estructura de computación en ciclos regulares
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8. DISCUSION
Desde los inicios de los procesos industriales se ha trabajado en relación a optimizar
los sistemas productivos utilizando diversas ramas como la automatización, sistemas de
control y la instrumentación esta última relacionada con la electrónica, generando cada vez
más técnicas de control para mejorar cada proceso existente.
Estos procesos industriales están conformados por un conjunto de ítems los cuales
trabajan en serie para lograr el resultado esperado, cada ítem realiza una función en
específico; por lo general cada proceso está sujeto a cambios, y la instrumentación y control
industrial se encarga de elaborar una técnica de control para mantener estos procesos
estables. Una de las características claves de la instrumentación es el estudio de la variable
en cuestión, tanto la variable controlada como la incontrolada las cuales son de suma
importancia para generar la respuesta del sistema.
Las variables en los sistemas pueden ser controladas hasta cierto punto, hay algunas
variables que no pueden ser controladas totalmente pero si parcialmente, si esta última es
controlada parcialmente pero es estable, está en condiciones para seguir su curso y llegar al
resultado esperado. Existen mecanismos para controlar estas variables, están el balance,
aleatorización entre otros métodos. El método de control optimo dependerá del tipo de
experimento, el tipo de variable y los factores que en ellas influyen. Una de las partes
importantes es saber reaccionar ante una variable incontrolada que conlleve efectos muy
adversos, si se le manipula y no muestra mejoría es importante resalta que el sistema no
debe seguir funcionando por los resultados negativos que arrojará.
Estas variables son nombradas de distintas formas pero en general son variables
controladas o variable final y variable incontrolada o variable extraña. Existen las llamadas
perturbaciones o variables de carga, las cuales son confundidas con las variables
incontroladas o extrañas, su diferencia radica en que la variable incontrolada es la que se
modifica para afectar directamente a la variable controlada o final, mientras que las
perturbaciones afecta directamente a la variable final, para evitar las perturbaciones se
aplican ciertos mecanismos para neutralizar o tratar de que esta perturbación afecte en lo
más mínimo a la respuesta del sistema.
Los procesos de control industrial depende en la mayoría de los casos de los estados
de las variables tanto controladas como incontroladas por lo que en estos últimos tiempo se
han creado técnicas para su control especifico y mejoramiento u optimización de los
sistemas, todo esto se ha hecho con el fin de impulsar a la sociedad hacia una
industrialización capaz de evitar los más mínimos errores que puedan ocurrir.
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9. En un diseño experimental, las variables controladas son el camino hacia el fracaso
si no son identificadas y eliminadas. Diseñar el experimento teniendo en cuenta los
controles es generalmente más importante que determinar la variable independiente.
Los controles escasos pueden producir las llamadas variables de confusión y
dañarán la validez interna del experimento.
El daño causado por las variables extrañas es muy prominente ya que en la mayoría
de los casos los investigadores no toman en cuenta todos los factores que puedan influir en
el experimento. Por ejemplo en una investigación para determinar si las personas
alcohólicas están propensas a morir a temprana edad. Se recolectan los datos, se realizan las
pruebas pertinentes y el resultado afirma la hipótesis. Pero al realizar el estudio con
personas no alcohólicas resulta que viven igual de tiempo. Esto se debe a que se obviaron
una cantidad de factores que no fueron medidos que influyen en la variables dependiente e
independientes. La debilidad en el diseño experimental fue que no tuvieron en cuenta las
variables de confusión y no trataron de eliminar o controlar cualquier otro factor.
En muchos campos de la ciencia es muy difícil garantizar un control completo ya
que hay lugar a muchas pequeñas variaciones. No obstante en el campo de la
automatización hay más posibilidad de controlar estas perturbaciones si se realiza un
estudio cuidadoso de la situación. Además que utilizando sensores, controladores y otro
tipos de elementos de control se pueden eliminar al mínimo los errores provocados ya sea
por la mano humana u otras variaciones ajenas al sistema.
Las variables son aún más importantes cuando se analizan sistemas de control
automático. En un sistema de control, la variable controlada se convierte en la salida del
sistema. La variable incontrolada es la variable manipulada, ya que esta se modifica o
afecta de alguna manera para ejercer un cambio en la variable controlada y así obtener un
resultado óptimo.
Por lo general, el problema del control es el de determinar el único valor de la
variable manipulada que establece un equilibrio entre todas las influencias sobre la variable
controlada y mantener estacionaria la variable en el valor deseado.
Sin importar cuan complicado sea, cada sistema de control resuelve este mismo
problema básico, y para un proceso y condiciones de carga dadas se debe llegar al mismo
resultado.
El problema de control puede ser resuelto sólo de dos maneras, cada uno
correspondiente a una filosofía básica de diseño de sistemas de control. El método mejor
conocido es el control realimentado.
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10. CONCLUSION
En la sociedad moderna, los sistemas de control tienen mucho énfasis, en especial
los sistemas automáticos de control. En estos sistemas es donde se deben establecer y
analizar más cuidadosamente las variables. Las variables controladas y las incontroladas
juegan un papel importante ya que son el objetivo principal de las distintas técnicas de
control, las cuales garantizaran la respuesta deseada que arroje el sistema.
Los sistemas de control industrial han desarrollado técnicas específicas para
controlar las variaciones que presenta un sistema a lo largo de su desarrollo, logrando así
impulsar a la sociedad e industrializándola.
La variable controlada es la respuesta del sistema deseado, la cual garantiza la
retroalimentación esperada. La variable incontrolada es tan necesaria ya que a partir de su
modificación esta actúa directamente en la variable controlada ocasionando la respuesta
deseada.
Fue gracias a los sistemas de control industrial que evoluciono la sociedad y paso a
ser una sociedad industrializada capaz de seguir optimizando con el paso del tiempo.
El estudio de las variables revela cual técnica de control se debe utilizar para
amoldar y mejorar las mismas.
Los métodos o técnicas más utilizados o de mayor alcance para controlar las
variables son el balance, contrabalanceo, la eliminación y aleatorización.
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11. BIBLIOGRAFIA
Shuttleworth, J. (2008). Variables controladas. [Artículo en Línea] Consultado el 27 de
septiembre de 2014 en: https://explorable.com/es/variables-controladas
Beltrán, C (sf.). Conceptos básicos, terminología y técnicas para el control de procesos.
[Documento en Línea] Consultado el 26 de septiembre de 2014 en:
http://www.infoplc.net/files/documentacion/control_procesos/infoPLC_net_ControlProceso
s.pdf)
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septiembre de 2014 en: http://es.scribd.com/doc/24782782/Unidad-I-Instrumentacion)
Lewis, J (sf.) Variables incontrolables que afectan a la industria hotelera. [Artículo en
Línea] Consultado el 27 de septiembre de 2014 en: http://pyme.lavoztx.com/variables-incontrolables-
que-afectan-la-industria-hotelera-12111.html
Cosco, Jorge (2008). Conceptos Básicos de Control. [Documento en Linea] Consultado el
26 de septiembre de 2014 en: http://es.scribd.com/doc/2634841/definiciones-basicas-de-co
ntrol)
Definición de variables. [Página web] Consultada el 26 de septiembre de 2014 en:
http://definicion.de/variable/
Variable controlada. [Página Web] Consultada el 27 de septiembre de 2014 en:
http://www.fisicanet.com.ar/quimica/industrial/ap04_instrumentacion.php
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