Algunos mitos y realidades sobre la calidad de la educación en España

Estos días se está hablando bastante de la educación en España, más concretamente, del problema con la educación en España. Dejando a un lado el debido respeto a la constitución y las leyes educativas en todas las comunidades autónomas españolas, que merecería su propia entrada, hay unos datos que me gustaría señalar en unas pocas líneas.

Estamos acostumbrados a escuchar que el nivel educativo en España se encuentra por debajo de la media de los países desarrollados, si bien este dato es cierto en líneas generales, hay un matiz muy importante que en mi opinión debería acompañar siempre a la afirmación anterior: por desgracia, no todas las partes de España muestran ni mucho menos el mismo nivel.

Para ilustrar esta última afirmación estos son los resultados del último informa PISA disponible (2009):

PISA 2009 Ciencia

PISA 2009 Lectura

PISA 2009 Matemáticas

Los gráficos nos muestran como algunas comunidades como Castilla y León, Navarra o Madrid tienen una puntuación superior a la nota media de países como Alemania o Suecia. Y al fin y al cabo esta puntuación la han obtenido con la misma Ley General de aplicación en toda España, pero particularizada con un estilo diferente. El problema de la educación no siempre es una cuestión de fondos, es más, pocas veces es una cuestión de fondos, lo importante es tener claro que el rumbo en la escuela debe marcarlo siempre el esfuerzo, la constancia y el trabajo duro. Y no puedo terminar sin recordar el papel de las familias en la educación, en otro informe reciente publicado esta semana se indicaba que la lectura habitual en casa con los hijos mejoraba los resultados de las pruebas en más de 8 puntos en lectura, matemáticas y ciencias.

No me resisto a cerrar la entrada sin un último apunte para la reflexión. En los rankings internacionales de mejores universidades del mundo no aparece ninguna española entre las 200 primeras. En cambio hay 3 escuelas de negocios españolas entre las 20 mejores (el Instituto de Empresa es la nº 12, IESE la 14 y Esade la 19). También en España se puede hacer muy buena educación superior.

Historias de éxito de ingenieros españoles emprendedores

Si hay algo que hace falta en España (y más en los tiempos que corren) es el que la gente en general, y los universitarios en particular, tengan conciencia de las historias de éxito con protagonistas españoles. Gente que se arriesgo su tiempo y su dinero en una aventura empresarial, trabajando desde España para el mundo, y generando riqueza y puestos de trabajo. Es bueno recordar que aquí puede hacerse -y de hecho se hace- tan buena ingeniería como en cualquier otro pais del mundo. 

Es por ello que esta entrada recoge tres de las historias de éxito más importantes, ingenieros que se atrevieron a dar el salto al mundo empresarial, sirva de reconocimiento a todo su trabajo y de inspiración para los nuevos que terminan sus estudios en estos tiempos de crisis:

• GMV: Creada en 1984, por el profesor Dr. Juan José Martínez García se centro inicialmente en el sector espacial y de defensa, experimentando un fuerte desarrollo. Ya en los 90 comienzan su apuesta por la diversificación con nuevas líneas de negocio en el sector del transporte, en el de las telecomunicaciones y en la aplicación de las tecnologías de información para las administraciones públicas y empresas en general. Igualmente han experimentado un fuerte proceso de internacionalización que les ha llevado a estar presentes en Europa, América y Asia. En 2011 contaban con 1.102 empleados, 106 millones de euros de facturación y destinaban a exportación un 63% del total.

• SENER: Creada en 1956 por el ingeniero naval Enrique de Sendagorta como una empresa centrada en la ejecución de proyectos de ingeniería naval es hoy en día referente internacional en: Ingeniería Civil y Arquitectura, Ingeniería Aeroespacial, Aeronáutica y Vehículos, Sistemas de Actuación y Control, Energía y Procesos, Ingeniería Naval. Más de 2.500 profesionales y 13 oficinas distribuidas entre Argel, Argentina, Emiratos Árabes Unidos, España, Japón, México, Polonia y Portugal

• NEXT LIMIT TECHNOLOGIES: Fundada en 1998 por Victor Gonzalez y Ignacio Vargas desarrollan soluciones tecnológicas para una amplia gama de aplicaciones en el ámbito de los gráficos por ordenador, la ciencia y la ingeniería. Su producto estrella es Real Flow, pensado para recrear el comportamiento de fluidos en movimiento con un aspecto lo más real y natural posible, los resultados son ciertamente espectaculares y con ella consiguieron un Oscar al mérito técnico en 2008. 

          El siguiente video muestra los resultados en la reciente película "Lo Imposible".

Participación española en el Airbus A350XWB

El Airbus A350XWB, heredero de la familia A330, es el nuevo modelo de doble pasillo y largo alcance en fase de desarrollo. Con capacidad entre 250 y 350 pasajeros dependiendo de las variantes, incorpora toda una amplia variedad de nuevas tecnologías que le permiten reducir su consumo en torno a un 20% respecto a su predecesor. Entre estas tecnologías destacan: su estructura en materiales compuestos superior al 50% del total, su aerodinámica optimizada o los motores de última generación. Para los interesados, el precio de catálogo para las distintas versiones es actualmente de 245M (USD) para el A350-800, 277M  el A350-900 y  320M el A350-1000, superando a día de hoy la cartera de pedidos las 550 aeronaves.

El diseño de un nuevo avión es una tarea titánica, así, en el caso del A350, se espera que la inversión movilizada supere los 10.000 millones de euros. Aunque Francia y Alemania siguen siendo los países en los que se desarrollan el grueso de los trabajos, la carga de trabajo española ha crecido con respecto al anterior proyecto de desarrollo (A380) alcanzando aproximadamente un 11%.

Además de las factorías de la propia compañía EADS situadas en Getafe, Illescas y Puerto Real, en España se encuentran tres subcontratistas de primer nivel o Tier-1 en nomenclatura Airbus, estas son Alestis, Aciturri y Aernnova, cada una de las cuales participa con importantes cargas de trabajo en el desarrollo del A350:

• Alestis: cono de cola (sección 19.1) y “Belly Fairing” (carena que une el ala y el fuselaje)
• Aciturri: estabilizador vertical y estructura interna de la sección 19 (enlace)
• Aernnova: Componentes completos del estabilizador horizontal y Elevador (enlace)

Igualmente, muchas otras empresas españolas (o con oficinas en España en las que hacen el trabajo) son subcontratadas para realizar componentes o tareas de ingeniería de menor envergadura, sirvan como ejemplo CESA, SENER, o filiales españolas de multinacionales como SAFRAN, ALTRAN o ATOS ORIGIN.

Y finalmente los motores, el A350 equipará en exclusiva el motor Trent XWB de Rolls-Royce, en el que ITP asume la responsabilidad (diseño y fabricación) de la turbina de baja presión, una turbina de seis etapas que incluye las últimas tecnologías basadas en la experiencia adquirida por la compañía a través de su participación en anteriores motores de la familia Trent.

En España, EADS factura cerca de 4.500 millones de euros, exporta el 90% de esa cifra de negocio y emplea a cerca de 11.000 trabajadores, con unos 40.000 puestos de trabajo indirectos. Además, cuenta con 2.600 empresas españolas subcontratadas y dedica 500 millones de euros anuales a I+D+i.

Mecánica de fluidos, códigos CFD y OpenFOAM

La mecánica de fluidos

La mecánica de fluidos es la rama de la física que se encarga de estudiar el movimiento de los fluidos, su interacción con fuerzas y objetos, empleando para ello la herramienta universal, las matemáticas.

El movimiento de los fluidos está gobernado por las que se conocen como ecuaciones de Navier-Stokes --aunque inicialmente este nombre era únicamente atribuido a las ecuaciones de conservación de momento al final se ha acabado por aplicar al conjunto. Contraviniendo una de las normas no escritas del blog no me resisto a reproducirlas aquí.

Ecuaciones de Navier-Stokes en su forma integral

La resolución de este sistema de ecuaciones es altamente compleja, puesto que se encuentran fuertemente acopladas entre sí. De hecho uno de los problemas del milenio hace referencia a la resolución de dicho sistema asumiendo una serie de hipótesis (aquí su enunciado). Puesto que la solución analítica únicamente puede plantearse en problemas muy sencillos en los que se introducen un gran número de simplificaciones, la estrategia lógica para estudiar el comportamiento de los fluidos en un gran número de situaciones ha sido recurrir a su resolución mediante métodos o simulaciones numéricas, y es así como llegamos al siguiente apartado.

Códigos CFD

Los códigos CFD (Computational Fluid Dynamics) son una de las herramientas más comunes para estudiar el comportamiento de los fluidos en todo tipo de situaciones. La resolución de las ecuaciones mediante métodos numéricos se fundamenta en dos procedimientos: discretización del espacio (las ecuaciones se resuelven solo sobre ciertos puntos y no sobre un dominio continuo) y discretización de las ecuaciones (se convierten en operaciones más sencillas capaces de ser resueltas por el ordenador). La complejidad del problema, por la naturaleza caótica del movimiento fluido, hace que, incluso con los más potentes ordenadores existentes hoy en día, únicamente se puedan alcanzar soluciones aproximadas en la mayor parte de los casos. Por ello siempre resulta altamente recomendable contrastar las soluciones de los modelos con pruebas experimentales.

 

Ejemplo de simulación CFD, cilindro en corriente a diferentes números de Reynolds

Aun así las simulaciones de fluidos mediante códigos CFD tienen un altísimo interés en multitud de aplicaciones industriales o de investigación, ya que resultan comparativamente más económicas y rápidas que los ensayos experimentales en túneles de viento y además pueden repetirse en diferentes ubicaciones con gran facilidad. Es por ello que muchas empresas han creado departamentos específicos para la realización de simulaciones CFD, e igualmente diversas empresas se dedican en exclusiva a ofrecer servicios de simulación a otras que carecen de capacidades propias.

Ahora bien, si la simulación de fluidos tiene tanta relevancia en la industria -tendencia que seguirá al alza a medida que se incrementen sus prestaciones- ¿Qué pasa mientras tanto en la universidad? Es habitual que en los planes de estudios de titulaciones con contenidos específicos en mecánica de fluidos, las simulaciones con técnicas CFD constituyan en el mejor de los casos la parte práctica de alguna asignatura. Esta situación es una muestra del típico retraso que suele existir entre las necesidades de la industria y los conocimientos aportados en la universidad. Es cierto que la duración de los estudios es limitada, y que siempre haría falta más tiempo para poder ver todas las cosas de interés, sin embargo parece que la enseñanza de técnicas CFD está claramente infravalorada en las titulaciones universitarias.

OpenFOAM

Son muchos los códigos y programas que se han desarrollado para realizar simulaciones CFD y según su naturaleza comercial podrían clasificarse en dos grupos: códigos propietarios, que requieren el pago correspondiente por las licencias de uso; y códigos libres o abiertos que se distribuyen gratuitamente.

Mientras los códigos comerciales ofrecen una interfaz y un entorno de usuario mucho más sencillo -que permite un aprendizaje más rápido- los códigos abiertos permiten acceder al código implementado para resolver las ecuaciones y modificarlo libremente, lo cual los convierte en mucho más flexibles para ser optimizados y adaptados al problema objeto de estudio. El más importante y más ampliamente extendido de todos los códigos CFD abiertos es OpenFOAM. Aunque empezó siendo una opción minoritaria enfocada únicamente al ahorro de costes, su peso ha crecido de manera continuada y se ha popularizado no solo entre los investigadores, sino que también está haciéndose su hueco en la industria. No es un programa sencillo, y el proceso de aprendizaje puede ser muy duro si se realiza a título personal, la propia compañía ofrece cursos de iniciación alrededor del mundo (ver aquí) y algunas instituciones, por suerte la Universidad de León es una de ellas, ofrecen cursos de iniciación (ver aquí).

Importante acuerdo ITP - P&W para fabricación de componentes

La española Industria de Turbopropulsores (ITP) ha firmado recientemente un importante acuerdo con la americana Pratt & Whitney gracias al cual suministrarán estructuras y elementos externos para uno de sus más modernos motores, el Geared Turbofan™ (GTF). Se espera que durante la duración total del programa la facturación pueda superar los 2500 millones de euros.

Se trata de un contrato de gran importancia para ITP, ya que es la primera vez que participan en la construcción de un motor que equipará aviones de pasillo único, que son los que abarcan la mayor cuota de mercado. Sorprende también que en este caso no participarán en el diseño y/o fabricación de la turbina de baja presión (LPT), una de las áreas típicas de especialización de ITP que le ha proporcionado alguno de sus mayores éxitos.

El motor GTF de P&W se caracteriza por ser el primero en incluir una reductora en el eje que impulsa el Fan. De esta forma se consigue que un único eje sea capaz de impulsar a diferentes velocidades el compresor de baja y el fan, pudiendo funcionar cada uno en sus revoluciones óptimas.

En cualquier caso este contrato demuestra el buen estado de salud de la industria aeroespacial española, y que las empresas de ingeniería españolas son capaces de competir con éxito en cualquier mercado internacional. Y un breve vistazo a sus números así lo atestigua. Mi más sincera enhorabuena.

¿Cómo se calcula de velocidad de un avión?

Hoy vamos con una entrada más técnica que probablemente resulte trivial para muchos estudiantes y aficionados a los aviones, pero que creo es desconocida por muchas personas. Ya conoceis la famosa frase por cada ecuación se pierden 100 lectores, así que trataré de no emplear ninguna de forma que al menos alguién llegue hasta el final de la entrada.

Antes de empezar hay que señalar que cuando alguien habla de velocidad de un avión se puede estar refiriéndose a la velocidad aerodinámica (velocidad respecto al aire que le rodea) o a la velocidad respecto a tierra, siendo la primera la más importante para determinar las condiciones de vuelo de la aeronave. Hecha esta aclaración podemos entrar en harina.

Habitualmente se atribuye la función de calcular la velocidad al tubo Pitot, lo cual no es mentira, pero son más los instrumentos que intervienen antes de proporcionar la indicación de la velocidad al piloto.

Modelo de tubo Pitot

La velocidad del avión se deduce a partir de la medición de dos presiones, la presión total y la estática:

• La presión total: aquella que resulta de la suma de la presión dinámica -la que produce un fluido en movimiento cuando es forzado a detenerse- y la presión estática. Esta es la que se mide mediante el tubo Pitot.
• La presión estática: aquella que tiene el fluido independientemente de su velocidad. Se mide mediante un sensor de presión sobre el cual no debe incidir el flujo de aire.

Así por ejemplo el Airbus 330 dispone de tres Pitot y 6 sensores de presión estática con los que calcular su velocidad aerodinámica. La filosofía del sistema es sencilla, si a la presión total se le resta el valor de la presión estática nos quedamos únicamente con la llamada presión dinámica. Esta presión dinámica es función únicamente de la densidad y de la velocidad del flujo, con lo cual es posible emplearla -junto con la densidad a la altura de vuelo- para calcular la velocidad.

Hasta aquí llega la teoría básica y más extendida, ahora bien, ¿qué pasa si la velocidad del aire que llega al tubo Pitot no es exactamente la de vuelo por efecto de la forma del avión? ¿O si el avión vuela a gran velocidad y los fenómenos de compresibilidad del aire -cambios en su densidad- no son despreciables? Por estas razones en los aviones comerciales se trabaja con varias velocidades y se requiere de un instrumento adicional -encargado de medir la Temperatura Total del Aire- para conocer la velocidad con la máxima precisión. En la siguiente imagen podemos comprobar los instrumentos necesarios para medir la velocidad y el diagrama de flujo con el procedimiento a seguir para calcularla.

Proceso de cálculo de la velocidad en el avión (Fuente: BEA)

Siguiendo el diagrama se comprueba que los valores de presión total y estática pueden ser empleados para calcular el Mach de vuelo del avión, el cual a su vez permite conocer la corrección que se debe aplicar a la presión estática. La presión estática ya corregida será empleada junto con la presión total para determinar la Velocidad Aerodinámica Calibrada (CAS en sus siglas en inglés) que suele ser la mostrada al piloto en la cabina.

Paralelamente, una vez conocido el Mach de vuelo y la temperatura total del aire -gracias al instrumento correspondiente que puede verse en el diagrama- puede calcularse la temperatura estática del aire. Con las temperaturas y presiones estáticas es posible determinar (omitiremos las fórmulas por mantenerme fiel a la promesa inicial) la Velocidad Aerodinámica Verdadera (TAS en sus siglas en inglés).

Este es el método para calcular la velocidad aerodinámica del avión, ahora bien, recordando las primeras líneas de la entrada existe otra velocidad también importante, la velocidad con respecto a tierra. Su valor determina la velocidad de desplazamiento efectiva de un punto de la Tierra a otro, y su diferencia con respecto a la velocidad aerodinámica vendra dada por la velocidad del viento. Si el viento es 0, velocidad aerodinámica y respecto a tierra son iguales. Actualmente existen dos formas básicas para conocer la velocidad respecto a tierra: la proporcionada por el servicio GPS que conocemos todos y la que suministra el sistema de navegación inercial del avión, un instrumento complejo del que podeis conocer más aquí.

Las universidades de León y Washington siguen estrechando lazos

Las universidades de León y Washington siguen ampliando sus buenas relaciones iniciadas hace algunos años cuando la universidad americana decidió abrir en León el que sería su segundo centro europeo. 

La colaboración abarca varios ámbitos pero aquí nos centraremos en los relativos a la Ingeniería Aeroespacial. Durante estos días se encuentra de visita una delegación de Washington entre los que figuran dos importantes miembros del departamento de Aeronáutica y Astronáutica, pero más allá de la visita institucional lo importante es las posibilidades que se abren para la colaboración. 

Los estudiantes del Grado en Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de León podrán cursar parte de sus estudios en la Universidad de Washington, de forma equivalente al programa Erasmus en Europa. Además de cursar estudios oficiales los estudiantes podrán ir para realizar prácticas en empresas del ámbito aeroespacial asentadas en el entorno de Seattle, ciudad natal de un gigante mundial del sector como Boeing, que conserva un gran número de empleados en la zona.

Igualmente se abre la puerta a los intercambios de profesorado y participación conjunta en proyectos de investigación, además se buscará que en un futuro próximo sea posible obtener una doble titulación en Ingeniería Aeroespacial por ambas titulaciones.

Opciones de empleo en el ámbito de la Ingeniería Aeroespacial

Elegir estudios universitarios es una decisión difícil y, mantenerse en la decisión, también puede llegar a serlo. Qué duda cabe que conocer las posibilidades laborales es clave para decidir con conocimiento de causa, y es por ello que trataremos de dar aquí unas pinceladas sobre las posibilidades laborales en el ámbito de la ingeniería aeroespacial. Espero sean útiles y de interés tanto para aquellos jóvenes que próximamente deban elegir sus estudios universitarios como para aquellos que se encuentran a mitad de sus estudios de Ingeniero Aeroespacial y comienzan a plantearse su futuro profesional.

El carácter multidisciplinar de los estudios de Ingeniería Aeroespacial hace que los titulados puedan trabajar sin problemas en todo tipo de campos, aunque aquí nos centraremos únicamente en aquellos que le son propios. Haremos además una división entre las posibilidades de trabajar para la administración pública y la empresa privada.

El sector público

Dentro de la administración pública española hay fundamentalmente dos opciones:

• Ministerio de Defensa: Un destino muy interesante para todos los ingenieros recién titulados, donde el contacto con equipos y materiales de la máxima tecnología está garantizado. Cabe recordar que por el carácter estratégico de la ingeniería aeroespacial ha estado tradicionalmente muy vinculada con la defensa. Los destinos son fundamentalmente dos, el Cuerpo de Ingenieros del Ejercito del Aire, y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial. En ambas instituciones aparecen regularmente convocatorias para ingenieros (menos frecuentemente con la crisis).
• Ministerio de Fomento: El ministerio de fomento dispone fundamentalmente de dos divisiones o agencias en las que pueden encontrar su lugar los nuevos titulados, la Dirección General de Aviación Civil y la Agencia Estatal de Seguridad Aérea.

La empresa privada

Dentro de la empresa privada las posibilidades de trabajo se multiplican así que haremos una breve clasificación por sectores como breve guía de orientación. Quizás en alguna entrada futura entre en más detalles.

El sector aeroespacial podríamos dividirlo en cinco grandes áreas de actividad, todas ellas con representación en España:

• Diseño, fabricación e ingeniería de aeronaves, equipos y subsistemas de aeronaves y motores. Multitud de empresas realizan trabajos de este tipo en España, empezando por el gigante europeo del sector, EADS, con todas sus subcontratas grandes y pequeñas: Aernova, Aciturri Aeronáutica, Alestis, Safran, Altran, Sener, etc. Y como no, Industria de Turbopropulsores (ITP), el referente español en motores de aviación.
• Espacio. El sector espacial es uno de los grandes desconocidos del tejido industrial español. Diversas empresas ofrecen productos de altísimo componente tecnológico y han logrado posicionarse como empresas de referencia a nivel mundial e sus áreas de especialización. Podríamos citar aquí a la división de espacio de EADS (Astrium), GMV, Indra, INSA, etc.
• Transporte aéreo. Todas las aerolíneas disponen de profesionales de la aeronáutica en sus plantillas, ya que son titulaciones exigidas por la normativa para ciertos puestos como el de Director Técnico.
• Mantenimiento de todo tipo de sistemas y equipos aeronáuticos. Además de grandes servicios de mantenimiento en la propias aerolíneas, caso de Iberia que realiza el mantenimiento de aviones propios y ajenos, hay empresas dedicadas únicamente a tareas de mantenimiento a terceros.  Es uno de los grandes nichos de empleo para los ingenieros Aeroespaciales recién titulados aunque requiere ampliar conocimientos con una formación específica en mantenimiento acreditada por la DGAC.
• Aeropuertos y navegación aérea. En España la gran estrella es AENA, empresa pública (por ahora) de gestión de los aeropuertos y la navegación aérea en España, donde un gran número de ingenieros han encontrado su lugar. Existen además empresas de ingeniería dedicadas a la proyección de las instalaciones como Ineco y otras.

 

Organismos europeos

Existen una serie de organismos europeos con representación española en los que encontrar un buen futuro laboral, destacaremos dos:

• European Aviation Safety Agency (EASA):  Su misión es promover los mas altos niveles comunes de seguridad y de protección del medio ambiente de la aviación civil.
• European Space Agency (ESA): La misión de la ESA consiste en elaborar el programa espacial europeo y llevarlo a cabo, lo cual implica que todos los grandes proyectos europeos que tienen que ver con el espacio son gestionados por ella.

Aquí no aparecen todas las opciones laborales que existen, pero al menos las más importantes sí están reflejadas. Se admiten todo tipo de comentarios y sugerencias para completar la lista y ayudar a los estudiantes futuros y actuales.