1. 1
ESTUDIO PARA IMPLEMENTACIÓN DE
ENERGÍA EÓLICA EN EL CAMPUS
PRINCIPAL DE LA UNIVERSIDAD
INDUSTRIAL DE SANTANDER
Yeni Paola Trujillo Lambert, Aldry Fernando Mancilla Camaño, Cesar Guillermo Molares Ardila
Carlos Eduardo Garces Duque
E3T, Universidad Industrial de Santander
Bucaramanga, Colombia
Grapa 4, Grupo H1.
Actividad: ENERGÍA EÓLICA
Profesor: Ricardo Llamosa Villalba. Fecha: Viernes, 23 de noviembre de 2012.
REGISTRO HISTORICO DEL DOCUMENTO
LECCION VERSION FECHA VIGENTE DESCRIPCION DEL CAMBIO
0.0 Emisión inicial
1 0.5 05/02/2013 Se agrega la estadística descriptica
2 1 12/03/2013 Se agrega lo relacionado con probabilidad
Resumen—El siguiente documento trata acerca de la
producción, suministro y consumo que se podría llegar a
realizar de la energía eólica, se hará un breve recuento de los
aspectos fundamentales, positivos y negativos del uso de la
energía eólica; para así realizar un posterior análisis y se
pudiese tomar una decisión pertinente al respecto.
Palabras Claves— Energía Eólica, Generador Eólico, Energía
eléctrica.
• INTRODUCCIÓN Fig. 1. Generador Eólico [1]
E nergía eólica es una fuente de energía renovable que
utiliza la energía obtenida del viento, es decir, la energía
cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es
Jepirachi, es el primer parque para la generación de energía eólica
construido en el país.
transmutada en otras formas útiles para las actividades • DEFINICIÓN DEL ESTUDIO
humanas.
S u óptima utilización permite la disminución de los efectos
contaminantes de otros tipos de energía y su adquisición;
permitiendo el uso del respectivo concepto de Desarrollo
A. Fundamentación Básica
• Permite obtener energías limpias.
Sostenible. • Utiliza generadores, los generadores son costosos y no
sirven que cualquier parte del mundo.
• Participan principalmente Ingenieros, Técnicos y
usuarios finales, además genera otras oportunidades de

2. 2
empleo.
• Actualmente Colombia cuenta con una central de
generación eólica.
B. Variables dependientes e independientes
Variables independientes
Relación entre el tamaño de las aspas y la energía producida
por el rotor.
El impacto ambiental
El impacto social
Eventos contra Variables
Dependientes dependientes
Terreno donde se va a instalar la(s) central(es) eólica(s), tales
como rugosidad, estructura, orografía, extensión.
Condiciones del viento
El espacio disponible y el acceso del viento es decisivo para
determinar cuánto se genera y cuanto podría ser utilizado al
iniciar el proyecto. En este diagrama se explica de forma general las pautas para
poder identificar si se puede o no implementar la energía
A. Escenario. eólica teniendo en cuenta para esto los principales eventos e
Entre los inconvenientes de la energía eólica se encontró que identificar la probabilidad de que sucedería si no se cumpliera
depende de las condiciones atmosféricas del lugar, maneja un pudiendo determinar con esto las causas y una posible
alto costo de instalación y adaptación, genera una solución para poder realizar el presente proyecto.
modificación al paisaje lo cual puede afectar a la fauna local,
el ruido que generan las palas del rotor afecta a las locaciones C.Estudio físico del entorno
vecinas debido al alto nivel de decibles generados Se realiza con el fin obtener una investigación exhaustiva del
recurso geológico
B. Posible solución:
Poder implementar la energía eólica con el fin disminuir Bucaramanga está situada en la parte septentrional de
efectos contaminantes y costos Colombia, es la capital del departamento de Santander. Está
en una zona intertropical (latitud 7* norte y longitud 73*
C.Desarrollo oeste) y se encuentra ubicada al final de la cuenta del rio
• Coordinación satisfactoria de las empresas participantes Chicamocha. Se halla en un pie de monte de la cordillera
oriental a unos 1000[m] de altitud [4]
en el proyecto
• Cumplimiento de los plazos previstos El clima de Bucaramanga está fuertemente influenciado por
su posición en la zona de convergencia intertropical (ZCIT),
• Control efectivo del proyecto por parte del promotor la cual es un cinturón de baja presión que ciñe el globo
terrestre en la región ecuatorial. Por esto, su radiación solar
• Cumplimiento de los estándares más estrictos es fuerte todo el año y no representa estaciones.
de seguridad
Las condiciones del viento en Bucaramanga son definidas
por su posición en un clima intertropical con los vientos
FLUJOGRAMA alisios y el relievC. Debido a la gran influencia de la
cordillera oriental se tiene que los vientos predominantemente
son diurnos y provenientes del norte para el caso de la UIS

3. 3
Representa la rosa de viento de frecuencia característica de la
UIS concluyendo que debido a la ubicación de Bucaramanga
en la parte central de un valle explica las particularidades el
clima y l a magnitud del viento
Muestra el comportamiento general de cada subsistema, así
• VARIABLES DE ESTUDIO como el rendimiento y pérdidas debidas a los componentes
generales: generados unidades de gestión y
A. Desempeño
acondicionamiento de energía y los conductores
Esfuerzo y dedicación que presento cada integrante del grupo
para poder obtener el mejor resultado y representarlo en el
proyecto.
• ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
B. Trascendencia
General un cambio en la utilización de energía, para que sea
una renovable, económica y buena con el medio ambiente en VARIABLES ALEATORIAS
la Universidad Industrial de Santander
C. Satisfacción. Es una función que asigna un número real a un evento
Dejar un legado para esta y las otras generaciones, creando en • Continuas
ellas un pensamiento ecológico y tecnológico Velocidad del viento
Altura
• Variables estudiadas Tiempo
• Discretas
A.Relación entre el tamaño de las aspas y la energía Dirección del viento
producida por el rotor.
B.Disponibilidad y planificación del terreno para la creación
de los generadores. Se obtiene por medio de aerogeneradores de tamaño y costos
C.Energía máxima producida por los generadores en una variables que transforman la energía cinética del viento a
estación determinada del año. energía mecánica.
D.Lugares favorables con altas velocidades de viento que
incrementen la generación de energía.
Utilidad de la variable
El viento ejerce una presión sobre cualquier superficie que se
oponga en su recorrido, lo cual se traduce en una fuerza cuya
magnitud aumenta en función de su velocidad. Esta fuerza
puede levantar o mover objetos cuando su peso sea inferior a
la fuerza que lleva asociada el viento.
Para la tabla de doble entrada, se tomo la velocidad media en
cada dirección para las diferentes alturas, luego se busco en
que rango de velocidad se encontraba, y se hallaron los
porcentajes (si la suma de las horas de todos los rangos de
velocidades es el 100% en una dirección, entonces se calculó
el porcentaje al cual equivalen las horas en el rango al cual

4. 4
pertenece la velocidad media de la altura).
Probabilidad teórica de las dos variables de altura = 0.5
Probabilidad total
Se tiene que al analizar la probabilidad total de acuerdo a la
posición, entonces se aplicara el teorema de la probabilidad
total para cada una de estas, se inicia con establecer la
probabilidad teórica de las dos variables de altura que
corresponde a 0.5, esto se multiplicara a la probabilidad de la
posición a dicha altura así como con la siguiente velocidad y
respectivamente se sumaran estos productos.
El siguiente diagrama se realizo mediante la tabla de doble
entrada .
Probabilidad empirca para 6 = 21.16/644.16

5. 5
Se quiere estudiar la velocidad la cual es un una función que
toma dato continuo.
Respeto a la dirección
Distribuciones Continuas
Es una distribución de variables continuas para una gran
cantidad de datos basados en la campana de gauss
Respecto a la altura
• ANÁLISIS PROBABILÍSTICO Y DE REGRESIÓN
• La descripción del comportamiento del viento
se estableció a partir de su monitorización con
la estación meteorológica de la E3T. se encontró que el viento
proviene el 50% de tiempo de las direcciones norte y
nornoroeste, un 20% de las restantes 14 direcciones;
mientras, que un 30% del tiempo no hay viento.
• Las mediciones se realizaron a seis metros sobre la placa
actual de la edificación Este punto se encuentra a diez metros
por debajo del nivel de instalación de los aerogeneradores.

6. 6
Ahora, dado que la velocidad del viento aumenta a mayor
altura sobre la superficie.
V1: velocidad del viento medida [m/s]
h: altura del anemómetro [m]
V2: velocidad del viento que se desea determinar [m/s]
h.2: altura de interés para evaluar el recurso eólico
a: coeficiente de fricción o rugosidad del terreno [-]
Velocidad del viento en función de la altura
LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN
La velocidad del viento varía con la altura, siguiendo
aproximadamente una ecuación de tipo estadístico, conocida
como ley exponencial de Hellmann, de la forma :
En la que vh es la velocidad del viento a la altura h, v10 es la
velocidad del viento a 10 metros de altura y a es el exponente
de Hellmann que varía con la rugosidad del terreno, y cuyos
valores vienen indicados en la Tabla y en la figura, se indican
las variaciones de la velocidad del viento con la altura según
la ley exponencial de Hellmann.
Escala de viento BEAUFORT compuesta de 12 grados (o
fuerzas) para expresar la fuerza (o velocidad) del viento,
usada en tierra publicada en 1806.

7. 7
SEGÚN LA DIRECION DEL VIENTO

8. 8
Análisis para la tabla de datos en función de la altura: Al
analizar las dos velocidades media encontradas a la altura de
6 m y 16 m, se puede evidenciar que se obtiene un aumento
de la velocidad al aumentar la altura, lo cual refleja una
tendencia directamente proporcional entre estas dos variables.
De acuerdo a esto, para la colocación de la torre generadora
se recomienda una gran altura, ya que esto incrementará
mayormente la variable.
Análisis para la tabla de datos en función de la dirección:
Realizando la estadística descriptiva para los datos en función
de la dirección se obtuvo que la mayor velocidad se encuentra
en la posición Nornoreste (NNE) y la menor velocidad se
encuentra en la dirección Estesureste (ESE), debido a la gran
diferencia en el aumento de la variable en la posición NNE,
se concluye que es la óptima posición para la ubicación de un
generador.

9. 9
inalámbrica.
Mide las variables velocidad el viento, dirección del viento,
precipitación, temperatura exterior, humedad, radiación UV y
radiación solar.
La curva leptocúrtica es la que está por encima de la normal,
o sea que es más alta y fina. Hay una mayor centralización de
las variables en torno a la media.
La mesocúrtica es la que está por debajo de la curva normal, o • FUNCIONES DE DISTRIBUCIÓN
sea más aplanada y chata. Las variables están más dispersas
con respecto a la media. A. Población objetivo:
La Curva Platicúrtica es la que responde a una distribución • Ciudadanía de Colombia beneficiada por la energía
normal. renovable.
Asimetría Positiva o a la Derecha.- Se da cuando en una • Especies nativas afectadas en la implantación de los
distribución la minoría de los datos está en la parte derecha generadores.
de la media aritmética. Este tipo de distribución presenta un • Comunidades cercanas afectadas por el alto nivel de ruido.
alargamiento o sesgo hacia la derecha, es decir, la • Los generadores eléctricos en deseo de medir su efectividad
distribución de los datos tiene a la derecha una cola más larga de producción.
que a la izquierda.
También se dice que una distribución es simétrica a la • HIPÓTESIS
derecha o tiene sesgo positivo cuando el valor de la media
aritmética es mayor que la mediana y éste a valor de la Es posible implementar el uso de la energía eólica como
mediana a su vez es mayor que la moda, en símbolos principal fuente teniendo en cuenta factores resaltados en el
proyecto
• PRUEBA DE HIPÓTESIS
APARATO DE MEDICION Según lo anterior, se concluyo que el viento característico en
el sitio es de muy baja calidad energética, lo que implica la no
Implementado en la UIS
existencia significativa de aerogeneradores potencialmente
útiles en el mercado, ya que la gran mayoría de estos
dispositivos tienen una velocidad de arranque igual o superior
a 3,0[m/s].
De acuerdo a los estudios realizados no se puede implementar
la energía eólica en el campus de la UIS por su condición
geográfica e inestabilidad del viento.
• CONCLUSIONES
No se puede implementar en el campus de la UIS por su
condición geográfica e inestabilidad del viento.
Al implementar la energía eólica como fuente de energía se
disminuirá la emisión de gases de efecto invernadero en el
medio ambiente.
Para establecer el perfil del viento se estableció la unidad
VANTAGE PRO2- DAVIS. Este módulo de sensores Es notable la relación entre la velocidad del viento y la altura,
incorporados y permite la lectura de variables meteorológicas teniendo en cuenta estos datos se puede concluir que en la
y su visualización a partir de una consola con comunicación UIS no se encuentran las condiciones necesarias para una

10. 1
correcta implementación.
Si las condiciones apropiadas se presentaran seria muy útil la
implementación de este tipo de energía en el campus
principal de la UIS
Si se presentan dificultades al momento de ver los cuadros de
datos si no los pueden ver bien le agradecemos que nos avisen
y nosotros le facilitaremos las originales.
Aportes al conocimiento
Nos ayudo como grapa a tomar mejores decisiones en el
proyecto
Resultados obtenidos
Utilización en el proyecto los conceptos aprendidos en clase
en una situaciones de la vida real.
Significado del trabajo
Poder utilizar energías renovables pensando en un futuro mas
amigable para nuestra especie y la naturaleza
RECONOCIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA
Ing Gabriel Ordoñez Plata
Ing German Osma
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE MAGISTER
EN INGENIERÍA ELÉCTRICA DEL ING. GERMAN OSMA USO
Comentario que nos hace el Ing. Gabriel Ordoñez Plata con
RACIONAL DE LA ENERGÍA A PARTIR DEL DISEÑO DE
respecto a la energía eólica
APLICACIONES SOSTENIBLES EN EL EDIFICIO ELÉCTRICA II DE
“Colombia a un no es que haya explotado la energía eólica
LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
solo hay un parque en todo el país que fue inaugurado hace
dos años donde se empiezan hacer los respectivos estudios, [1]http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases
debido a que Colombia es un país donde el 70 % de él es agua /energiaeolica/energiaeolica.html
por eso se trabaja mas la energía hidráulica, lo que sugirió el
profesor para poder tener estadística en el proyecto es que [2] http://es.scribd.com/doc/63518322/Criterios-para-los-
estudiemos el control que se le ha venido haciendo atreves de parques-eolicos
los años a los generadores que transforman la energía y para [3] Mendoza, H, Bautista, G. (2002). Probabilidad y
esto nos facilito el nombre de una proyecto de grado del Ing Estadística. Universidad Nacional de
German Osma quien quería implemento en su proyecto de Colombia,http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/200
grado Uso racional de la energía a partir del diseño de 1065/. Licencia: Creative Commons BY-NC-ND.
aplicaciones sostenibles en el edificio eléctrica II de la [4] Video
universidad industrial de Santander y en el estudiaba la
http://www.smartgridcostarica.com/diagrama-energia-eolica/
energía eólica para el nuevo edificio de la uis, pero al parecer
no se pudo por que la velocidad del aire no era suficiente”. DIRECCION DEL BLOG
Bitácora http://energiaeolica201.blogspot.com/2012/12/estudio-para-
Una forma de encontrar nuestros errores es hacer una implementacion-de.html
autoevaluación llevando un control de todo lo que se haga que
nos ayude a detallar nuestras falencias personales y grupales,
para mejorar la forma de desarrollar el proyecto.

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correcta implementación.
Si las condiciones apropiadas se presentaran seria muy útil la
implementación de este tipo de energía en el campus
principal de la UIS
Si se presentan dificultades al momento de ver los cuadros de
datos si no los pueden ver bien le agradecemos que nos avisen
y nosotros le facilitaremos las originales.
Aportes al conocimiento
Nos ayudo como grapa a tomar mejores decisiones en el
proyecto
Resultados obtenidos
Utilización en el proyecto los conceptos aprendidos en clase
en una situaciones de la vida real.
Significado del trabajo
Poder utilizar energías renovables pensando en un futuro mas
amigable para nuestra especie y la naturaleza
RECONOCIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA
Ing Gabriel Ordoñez Plata
Ing German Osma
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE MAGISTER
EN INGENIERÍA ELÉCTRICA DEL ING. GERMAN OSMA USO
Comentario que nos hace el Ing. Gabriel Ordoñez Plata con
RACIONAL DE LA ENERGÍA A PARTIR DEL DISEÑO DE
respecto a la energía eólica
APLICACIONES SOSTENIBLES EN EL EDIFICIO ELÉCTRICA II DE
“Colombia a un no es que haya explotado la energía eólica
LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
solo hay un parque en todo el país que fue inaugurado hace
dos años donde se empiezan hacer los respectivos estudios, [1]http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases
debido a que Colombia es un país donde el 70 % de él es agua /energiaeolica/energiaeolica.html
por eso se trabaja mas la energía hidráulica, lo que sugirió el
profesor para poder tener estadística en el proyecto es que [2] http://es.scribd.com/doc/63518322/Criterios-para-los-
estudiemos el control que se le ha venido haciendo atreves de parques-eolicos
los años a los generadores que transforman la energía y para [3] Mendoza, H, Bautista, G. (2002). Probabilidad y
esto nos facilito el nombre de una proyecto de grado del Ing Estadística. Universidad Nacional de
German Osma quien quería implemento en su proyecto de Colombia,http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/200
grado Uso racional de la energía a partir del diseño de 1065/. Licencia: Creative Commons BY-NC-ND.
aplicaciones sostenibles en el edificio eléctrica II de la [4] Video
universidad industrial de Santander y en el estudiaba la
http://www.smartgridcostarica.com/diagrama-energia-eolica/
energía eólica para el nuevo edificio de la uis, pero al parecer
no se pudo por que la velocidad del aire no era suficiente”. DIRECCION DEL BLOG
Bitácora http://energiaeolica201.blogspot.com/2012/12/estudio-para-
Una forma de encontrar nuestros errores es hacer una implementacion-de.html
autoevaluación llevando un control de todo lo que se haga que
nos ayude a detallar nuestras falencias personales y grupales,
para mejorar la forma de desarrollar el proyecto.

12. 1
correcta implementación.
Si las condiciones apropiadas se presentaran seria muy útil la
implementación de este tipo de energía en el campus
principal de la UIS
Si se presentan dificultades al momento de ver los cuadros de
datos si no los pueden ver bien le agradecemos que nos avisen
y nosotros le facilitaremos las originales.
Aportes al conocimiento
Nos ayudo como grapa a tomar mejores decisiones en el
proyecto
Resultados obtenidos
Utilización en el proyecto los conceptos aprendidos en clase
en una situaciones de la vida real.
Significado del trabajo
Poder utilizar energías renovables pensando en un futuro mas
amigable para nuestra especie y la naturaleza
RECONOCIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA
Ing Gabriel Ordoñez Plata
Ing German Osma
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE MAGISTER
EN INGENIERÍA ELÉCTRICA DEL ING. GERMAN OSMA USO
Comentario que nos hace el Ing. Gabriel Ordoñez Plata con
RACIONAL DE LA ENERGÍA A PARTIR DEL DISEÑO DE
respecto a la energía eólica
APLICACIONES SOSTENIBLES EN EL EDIFICIO ELÉCTRICA II DE
“Colombia a un no es que haya explotado la energía eólica
LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
solo hay un parque en todo el país que fue inaugurado hace
dos años donde se empiezan hacer los respectivos estudios, [1]http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases
debido a que Colombia es un país donde el 70 % de él es agua /energiaeolica/energiaeolica.html
por eso se trabaja mas la energía hidráulica, lo que sugirió el
profesor para poder tener estadística en el proyecto es que [2] http://es.scribd.com/doc/63518322/Criterios-para-los-
estudiemos el control que se le ha venido haciendo atreves de parques-eolicos
los años a los generadores que transforman la energía y para [3] Mendoza, H, Bautista, G. (2002). Probabilidad y
esto nos facilito el nombre de una proyecto de grado del Ing Estadística. Universidad Nacional de
German Osma quien quería implemento en su proyecto de Colombia,http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/200
grado Uso racional de la energía a partir del diseño de 1065/. Licencia: Creative Commons BY-NC-ND.
aplicaciones sostenibles en el edificio eléctrica II de la [4] Video
universidad industrial de Santander y en el estudiaba la
http://www.smartgridcostarica.com/diagrama-energia-eolica/
energía eólica para el nuevo edificio de la uis, pero al parecer
no se pudo por que la velocidad del aire no era suficiente”. DIRECCION DEL BLOG
Bitácora http://energiaeolica201.blogspot.com/2012/12/estudio-para-
Una forma de encontrar nuestros errores es hacer una implementacion-de.html
autoevaluación llevando un control de todo lo que se haga que
nos ayude a detallar nuestras falencias personales y grupales,
para mejorar la forma de desarrollar el proyecto.

13. 1
correcta implementación.
Si las condiciones apropiadas se presentaran seria muy útil la
implementación de este tipo de energía en el campus
principal de la UIS
Si se presentan dificultades al momento de ver los cuadros de
datos si no los pueden ver bien le agradecemos que nos avisen
y nosotros le facilitaremos las originales.
Aportes al conocimiento
Nos ayudo como grapa a tomar mejores decisiones en el
proyecto
Resultados obtenidos
Utilización en el proyecto los conceptos aprendidos en clase
en una situaciones de la vida real.
Significado del trabajo
Poder utilizar energías renovables pensando en un futuro mas
amigable para nuestra especie y la naturaleza
RECONOCIMIENTOS BIBLIOGRAFÍA
Ing Gabriel Ordoñez Plata
Ing German Osma
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE MAGISTER
EN INGENIERÍA ELÉCTRICA DEL ING. GERMAN OSMA USO
Comentario que nos hace el Ing. Gabriel Ordoñez Plata con
RACIONAL DE LA ENERGÍA A PARTIR DEL DISEÑO DE
respecto a la energía eólica
APLICACIONES SOSTENIBLES EN EL EDIFICIO ELÉCTRICA II DE
“Colombia a un no es que haya explotado la energía eólica
LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
solo hay un parque en todo el país que fue inaugurado hace
dos años donde se empiezan hacer los respectivos estudios, [1]http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases
debido a que Colombia es un país donde el 70 % de él es agua /energiaeolica/energiaeolica.html
por eso se trabaja mas la energía hidráulica, lo que sugirió el
profesor para poder tener estadística en el proyecto es que [2] http://es.scribd.com/doc/63518322/Criterios-para-los-
estudiemos el control que se le ha venido haciendo atreves de parques-eolicos
los años a los generadores que transforman la energía y para [3] Mendoza, H, Bautista, G. (2002). Probabilidad y
esto nos facilito el nombre de una proyecto de grado del Ing Estadística. Universidad Nacional de
German Osma quien quería implemento en su proyecto de Colombia,http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/200
grado Uso racional de la energía a partir del diseño de 1065/. Licencia: Creative Commons BY-NC-ND.
aplicaciones sostenibles en el edificio eléctrica II de la [4] Video
universidad industrial de Santander y en el estudiaba la
http://www.smartgridcostarica.com/diagrama-energia-eolica/
energía eólica para el nuevo edificio de la uis, pero al parecer
no se pudo por que la velocidad del aire no era suficiente”. DIRECCION DEL BLOG
Bitácora http://energiaeolica201.blogspot.com/2012/12/estudio-para-
Una forma de encontrar nuestros errores es hacer una implementacion-de.html
autoevaluación llevando un control de todo lo que se haga que
nos ayude a detallar nuestras falencias personales y grupales,
para mejorar la forma de desarrollar el proyecto.