CAPITULO 3SOFTWARE DE APLICACIÓN EN LA INGENIERÍA ELÉCTRICA

3.1 Uso de programas de aplicación en la ingeniería eléctrica [1]El presente capitulo pretende proporcionar una visión general de los diferentes programas que existen en el mercado y de los principales aspectos que hay que tener en cuenta en la simulación de los sistemas de energía eléctrica que por su contenido, es aplicable, tanto en la docencia de asignaturas en las cuales se emplee alguna de las herramientas presentadas, como en los campos de investigación, diseño y aplicación donde se requieran dichas herramientas para proceder al desarrollo y validación de nuevos modelos y metodologías.Se intenta presentar los aspectos más relevantes de la modelización y simulación de los sistemas eléctricos. Así, desde el punto de vista del usuario que tiene como objetivo simular un determinado sistema de energía eléctrica, lo primero que se debe tener en claro es el tipo de estudio que se pretende realizar, ya que esto condiciona el software de simulación y los datos que deben conocer del sistema para que dicho estudio sea realizado con éxito.

A continuación se describen una serie de aplicaciones (software) orientadas a la simulación de sistemas eléctricos. Es importante hacer notar que en el mercado existe un sinfín de herramientas de simulación de sistemas eléctricos que los que se analizan en el presente trabajo.Sin embargo, y aunque no son necesariamente ni más ni menos importantes que las omitidas, las que se han incluido en el presente documento representan una excelente muestra de las posibilidades existentes tanto del tipo software libre como licenciatario.

3.2 El software de demostración (Demo) [2] No hay que confundir el software shareware con el software de demostración, que son programas que de entrada no son 100% funcionales o dejan de trabajar al cabo de cierto tiempo. También estos programas son los que se consiguen en los quioscos de periódicos y revistas. El software de demostración o como se acostumbra a decir "software demo", es similar al software shareware por la forma en que se distribuye pero en esencia es sólo software propietario limitado que se distribuye con fines netamente comerciales.

Estas licencias también llamadas Trial, que se traduciría como de prueba o demostraciones, son las que limitan el uso de una aplicación a un periodo de tiempo o número de usos limitado, pensado para que los usuarios prueben el programa antes de tener que comprarlo para ver si realmente satisfacen sus necesidades. Hay que diferenciar este tipo de licencia de la Shareware ya que este tipo siempre ofrece al usuario todas las posibilidades del programa mientras esté en el tiempo de prueba sin limitar ninguna de sus funciones.La excepción a esta definición se da en las versiones Trial de los videojuegos que permiten a los usuarios jugar unos trozos concretos de juegos (los tutoriales, algunas fases o escenarios) las veces que quieran y sin limite de veces.Las licencias comerciales son aquellas en las que el usuario debe pagar para poder disfrutar del programa y le es imposible utilizarlo hasta que no compre la licencia a su fabricante.El OpenSource o Software de código abierto es aquel en que los desarrolladores ofrecen no solo su programa si no todo su código fuente a los usuarios y les dan libertad

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total para usarlo. Este tipo de iniciativa permite que los demás usuarios implementen mejoras sobre los programas y las distribuyan, mejorando así los programas y creando comunidades a través de la Red donde se estudien y desarrollen nuevas funcionalidades sobre el código libre de los programas.

3.3 Clasificación de los programas Demo y de Software Libre destinado a aplicaciones de Ingeniería Eléctrica.El objeto de contar con el conocimiento del uso de programas informáticos que cumplan con el perfil requerido en la profesión del ingeniero eléctrico, se hace cada vez más imperante debido a la necesidad de crear una clasificación de software de aplicación en ingeniería eléctrica.

3.4 Información necesaria a consideras para la comparación y análisis del software.1.- Nombre y logotipo de la empresa/distribuidor y/o desarrollador.2.- Nombre del programa y versión.3.- Descripción y contenido del programa. 4.- Campo de aplicación y alcance especifico.

3.5 Programas Informáticos para electricidad y electrónica.El software que se indica a continuación puede ser de utilidad tanto para las distintas materias que componen el plan de estudio de la carrera de ingeniería eléctrica-electrónica como para aquellos sectores relacionados, en general, con la electricidad y la electrónica.

o OrCAD Lite: Análisis de circuitos eléctricos y electrónicos o Flux2D: Análisis Electromagnético usando Elementos Finitos o Neplan: Software para análisis de sistemas de potencia o ETAP PowerStation: Software para análisis de sistemas de distribución o DigSilent: Software para análisis de sistemas de potencia o Powerworld: Software educativo para análisis de sistemas de potencia o Matlab: Software matemático de propósito general

Igualmente, se promueve el uso de software libre para la realización de proyectos en Ingeniería Eléctrica, tales como Scilab (herramienta de modelado matemático), x-Máxima (modelado algebraico), OpenOffice (conjunto de oficina), GIMP (manipulación de imágenes), entre otros.

A continuación figuran programas de: Cálculo eléctrico, diseño y gestión de proyectos, mantenimiento, alumbrado, etc., que son de gran importancia en el campo laboral del profesionista eléctrico.

3.6 DMELECT [3].La empresa dmELECT desarrolla software de instalaciones eléctricas, para uso en empresas especializadas en dicha industria, manteniéndose a la vanguardia en investigación y desarrollo.

         El software técnico desarrollado por DMELECT proporciona una amplia gama de soluciones a todos los aspectos de sus proyectos (memoria descriptiva, anexo de cálculos, pliego de condiciones, medición y planos) de una forma segura, fácil e inmediata, gracias a los métodos de cálculo más avanzados (cálculo matricial,

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algoritmos de optimización, etc) y a las herramientas gráficas más potentes (entorno gráfico tipo CAD, lectura de las plantas del edificio o urbanización en formato DXF, DWG, BMP y TIF, zooms de todo tipo, referencia a objetos, etc).

Tabla 3.1 Software distribuido por dm ELECT,S.L.EMPRESA

DISTRIBUIDORPROGRAMA CONTENIDO

dm ELECT,S.L.

CIEBTWIN Calculo de instalaciones eléctricas de BTVIVIWIN Calculo de Inst. eléctricas en edificios de viviendasALPWIN Calculo de redes eléctricas de alumbrado publicoREDBTWIN Calculo de redes eléctricas de distribución de BTCMATWIN Calculo mecánico de líneas aéreas de ATREDATWIN Calculo de redes eléctricas de distribución de ATCMBTWIN Calculo mecánico de líneas aéreas de BTCTWIN Calculo de CT prefabricado e intemperie

3.6.1 CIEBTWINEs un programa de cálculo de instalaciones eléctricas de baja tensión en edificios singulares de cualquier uso (administrativo, residencial, docente, hospitalario, etc), locales comerciales con cualquier actividad (reunión, espectáculos públicos, etc) e industrias de todo tipo (alimentaría, textil, productos químicos, vidrio, cerámica y cemento, metálica básica, transporte, transformados metálicos, almacenaje, etc). Diseño del proyecto sobre  esquema unifilar que, mediante un módulo gráfico muy potente, agiliza enormemente la introducción de datos.

3.6.2 VIVIWINEs un programa de cálculo de instalaciones eléctricas en edificios de viviendas o en los que haya una centralización de contadores. Cálculo de la previsión de cargas del edificio, de las instalaciones de enlace y de todos los cuadros particulares (viviendas, servicios generales, garaje, locales, etc). Viviendas de grado básico y elevado, caída de tensión específica para viviendas (diferente a cuadros para otros usos), etc. Diseño del proyecto sobre  esquema unifilar que, mediante un módulo gráfico muy potente, agiliza enormemente la introducción de datos

3.6.3 ALPWINEs un programa de cálculo de redes de alumbrado público situadas en urbanizaciones de todo tipo (uso vivienda, comercial, industrial, servicios, etc), en el medio rural, en túneles, viales de travesías, vías rápidas, etc,. Luminarias de cualquier potencia. Lectura de imágenes (planta de una urbanización, polígono industrial, etc) en formato DWG, DXF, BMP o TIF, para diseñar gráficamente la red de alumbrado público.

3.6.4 REDBTWINEs un programa de cálculo de redes eléctricas de distribución de baja tensión situadas en urbanizaciones de todo tipo (uso vivienda, comercial, industrial, servicios, etc) y en el medio rural. Redes malladas y ramificadas. Lectura de imágenes (planta de una urbanización, polígono industrial, etc) en formato DWG, DXF, BMP o TIF, para diseñar gráficamente la red de B.T.

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3.6.5 CMATWINEs un programa de cálculo mecánico de líneas eléctricas aéreas de baja tensión situadas en el medio rural o en urbanizaciones donde no se pueda ejecutar la red eléctrica enterrada en zanja o posada sobre fachada. Cálculo mecánico de conductores, apoyos y cimentaciones en todas las hipótesis reglamentarias. Dibujo automático de catenarias sobre el perfil de la línea. Lectura de imágenes (topográfico de una zona, etc) en formato DWG, DXF, BMP o TIF, para diseñar gráficamente la línea aérea.

3.6.6 REDATWINEs un programa de cálculo de redes eléctricas de distribución de alta tensión situadas en urbanizaciones de todo tipo (uso vivienda, comercial, industrial, servicios, etc) y en el medio rural. Redes malladas y ramificadas hasta 66 kV. Lectura de imágenes (planta de una urbanización, polígono industrial, etc) en formato DWG, DXF, BMP o TIF, para diseñar gráficamente la red de A.T.

3.6.7 CMBTWIN Es un programa de cálculo mecánico de líneas eléctricas aéreas de baja tensión situadas en el medio rural o en urbanizaciones donde no se pueda ejecutar la red eléctrica enterrada en zanja o posada sobre fachada. Cálculo mecánico de conductores, apoyos y cimentaciones en todas las hipótesis reglamentarias. Dibujo automático de catenarias sobre el perfil de la línea. Lectura de imágenes (topográfico de una zona, etc) en formato DWG, DXF, BMP o TIF, para diseñar gráficamente la línea aérea.

3.6.8 CTWINEs un programa de cálculo de centros de transformación de interior tipo prefabricado, de interior tipo obra y tipo intemperie. Envolventes y celdas prefabricadas de multitud de fabricantes, centros de transformación en habitaciones de industrias, edificios de viviendas, etc, aparamenta de A.T. para intemperie, apoyos de seccionamiento, entronque aéreo-subterráneo, etc.

3.7 CYAMSA [4] El enfoque de la empresa es respaldar los estudios realizados con los estándares nacionales (NOM-001-SEDE-2005, NOM-022-STPS-1999, NOM-029-STPS-2005) e internacionales (NEC, NFPA 70E, IEEE) que garanticen a los clientes que la información recibida sea la más actual y valida de la industria.Permite al especialista eléctrico diseñar, mantener o construir un sistema eléctrico confiable y seguro, CYAMSA distribuye, da servicio técnico y capacitación de dos de los programas más especializados y potentes del mercado.

Tabla 3.2 Software distribuido por CYAMSA

EMPRESA DISTRIBUIDOR

NOMBRE DEL PROGRAMA

LOGO DEL PROGRAMA

DESCRIPCION

Power*Tools de SKMDiseño y análisis de sistemas eléctricos

ELCAD de AUCOTECDiseño, dibujo y documentación de diagramas de control

3.7.1 Power*Tools de SKM

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Software usado por los ingenieros eléctricos para diseñar o analizar sistemas eléctricos. Los módulos disponibles de esta valiosa herramienta son:

» Cortocircuito de acuerdo a estándares ANSI (IEEE), IEC o método tradicional.» Demanda de cargas. » Flujos de corriente, potencias y caídas de tensión.» Dimensionamiento de conductores, canalizaciones y transformadores.» Coordinación de protecciones. » Arranque de motores grandes.» Estabilidad en transitorios. » Confiabilidad. » Armónicos. » ARC FLASH (Arco eléctrico).» Diseño de Mallas de Tierra.» Cálculos para sistemas de Corriente Directa.» Cálculos para sistemas monofásicos o desbalanceados.

3.7.2 ELCAD de AUCOTEC Software para el diseño, dibujo y documentación de diagramas de control. Además de ser una poderosa pero sencilla herramienta de dibujo, tiene grandes ventajas sobre aplicaciones en AutoCad como:

» Crear diagramas de circuito» Diagramas de terminales y conectores» Lista de partes y de compras» Listas de contenidos» Listas de cable y alambrado» Diagramas de ensamble» Etc.

3.8 EPLAN Software and Service México / Rittal S.A. [5] EPLAN es una empresa que ofrece programas para todo tipo de necesidades en ingeniería eléctrica con un alto grado de flexibilidad y funcionabilidad innovadora.

Tabla 3.3 Software distribuido por ePLAN

EMPRESA DISTRIBUIDOR

NOMBRE DEL PROGRAMA

LOGO DEL PROGRAMA

DESCRIPCION

EPLAN Electric P8 - el sucesor de EPLAN 5

Diseño y Análisis de sistemas eléctricos

EPLAN 5Diseño y Análisis de sistemas

eléctricos

EPLAN Cabinet Diseño de Sistemas de Distribución

3.8.1 EPLAN Electric P8 - el sucesor de EPLAN 5 EPLAN Electric P8 permite hacer del futuro de la ingeniería eléctrica una realidad. Permite la selección entre orientación a gráficos u objetos, y reduce el tiempo de diseño considerablemente. 3.8.2 EPLAN 5

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Sistema estándar E-CAD, el cual proporciona a los ingenieros de diseño una gran ayuda en cada fase de diseño del proyecto.

3.8.3 EPLAN CabinetEPLAN Cabinet le ayuda en el diseño de redes de distribución. Consta con documentación de máxima calidad con todos los datos de fabricación para máquinas de ensamblaje de cableado y máquinas perforadoras NC automáticas.

3.9 AUTOMATION STUDIO 3.5. [6] Es un programa totalmente integrado que permite a los usuarios diseñar, simular y animar circuitos de variadas tecnologías de automatización como Neumática, Hidráulica, Controladores programables, Grafcet y Controles Eléctricos.

Tabla 3.4 Software Automation StudioEMPRESA

DISTRIBUIDORNOMBRE DEL PROGRAMA

LOGO DEL PROGRAMA

DESCRIPCION

Automation Studio

Diseño y simulación virtual, Eléctrica, Neumática, Hidráulica,

Controladores programables, Grafcet y Controles Eléctricos

-Interfaz multi-documento, simulación a todo color. -Construcción de librerías de modelos, símbolos y documentos. -Configuración de válvulas y cilindros -Modulo de informe y listas de materiales -Animación de los componentes -Exportación a DXF -Miles de símbolos en las librerías de:

Controles Eléctricos. Neumática. Hidráulica. Válvulas de cartucho. Secuenciadores especializados. Mainfold Neumáticos. Controladores programables. Grafcet (SFC). Electrónica Digital. Interfaz E/S.

3.10 Programas de Iluminación.Hoy existen muchos programas que nos facilitan enormemente la tarea de diseñar sistemas de iluminación tanto para interiores como exteriores.

A continuación se muestran los principales exponentes gratuitos y comerciales que existen.

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Tabla 3.5 Software de Iluminación NOMBRE LOGOTIPO DESCRIPCIÓN IDIOMA TIPO

DIALUX Calculo de Iluminación Español Gratuito

CALCULUXPrograma de cálculo de iluminación de PHILIPS.

Español Gratuito

LUMENLUXPrograma para el desarrollo de proyectos de iluminación interior y grandes áreas

Español Gratuito

CARANDINI Programa de Cálculo de Alumbrado Español Gratuito

LXWINPrograma  de cálculo que permite el cálculo de interiores, exteriores y con proyectores.

Español Comercial

EMER LIGHTPrograma de Legrand para el cálculo del alumbrado de emergencia.

Español Gratuito

ECOSPrograma de OSRAM que permite calcular los costes de cualquier sistema de iluminación.

Inglés Gratuito

LIGTH@WORK

Este software, que solamente funciona On-Line, permite diseñar y visualizar el efecto de la luz en diferentes tipos de estancias.

Inglés Gratuito

ATPWIN 2006Software de la firma ATP para el cálculo lumínico de exteriores. Español Gratuito

DAISASoftware de la empresa INDELUZ que permite llevar a cabo estudios luminotécnicos de interior

Español Gratuito

LUCESSoftware de la empresa INDELUZ que permite llevar a cabo estudios luminotécnicos de interior

EspañolGratuito

ILUGRAMPrograma de cálculo luminotécnico de interiores de la empresa ORNALUX.

Español Gratuito

INDALWIN

Este software realiza cálculos de iluminación combinando luminarias de todos los catálogos de las marcas del grupo INDAL.

Español Gratuito

MURA 2Programa de cálculo luminotécnico para interiores y exteriores. Español Gratuito

CADYCADY es un software que hace de interface entre Mura2 y Autocad. Español Gratuito

ALP

Programa de la empresa dmElect para el cálculo de alumbrado público. y cortocircuitos) y la puesta a tierra de la instalación,

Español Comercial

3.10.1 DIALUX [8],[7]Dialux es el software para planificación de iluminación por excelencia permite la planificación con luminarias LED y otras fuentes de luz de color, planificación con

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filtros de color, visualización 3D interactiva, grabación del recorrido de la cámara, texturas y muebles realistas, el modulo de raytracing integrado.

3.10.2 CALCULUX [9], [7]Programa que permite obtener curvas de temperatura de los locales según el tipo e intensidad de luminaria (Software Gratis de Iluminación).

3.10.3 LUMENLUX [10]Programa enfocado al desarrollo de proyectos de iluminación interior y grandes áreas, fácil de utilizar por su práctico esquema de pantallas sucesivas, incluye información de productos a modo de catalogo electrónico con posibilidad de impresión de la ficha técnica del mismo (foto, curva fotométrica, modelos, dimensiones, etc.), facilita la impresión de informes detallados con amplia variedad de gráficos, estimador de luminarias y niveles medios, manejo amigable de las herramientas de diseño para la disposición y modificación de luminarias (automático, bloques e individual, mover, rotar, eliminar etc.), ayuda permanentemente para la utilización del programa y anexos con información complementaria como valores de iluminación recomendados, coeficientes de reflectancia y mantenimiento.

3.10.4 CARANDINI [11], [7]Programa de cálculo de alumbrado, del fabricante de aparatos de iluminación Carandini.

3.10.5 LXWIN [12], [7]Programa  de cálculo que permite el cálculo de interiores, exteriores y con proyectores.

3.10.6 EMERLIGTH [13], [7]El programa Emerlight 2.0 constituye una herramienta eficaz para el cálculo, colocación y visualización 3D de proyectos de alumbrado de emergencia que garanticen el cumplimiento riguroso de la normativa vigente. Programa exacto y completo que, mediante un sencillo sistema de trabajo, ofrece al profesional la posibilidad de dibujar un recinto o importar planos con extensión dxf, así como marcar salidas, rutas de evacuación y puntos de seguridad, como extintores, mangueras de incendios y cuadros de distribución de alumbrado. Además, Emerlight 2.0 contempla los diferentes sistemas de colocación de las luminarias de emergencia, desde la colocación automática, a la manual o la colocación por filas y columnas.

3.10.7 ECOS [14], [7]Programa de OSRAM que permite calcular los costos de cualquier sistema de iluminación.

3.10.8 LIGTH@WORK [15], [7]Este software, que solamente funciona On-Line, permite diseñar y visualizar el efecto de la luz en diferentes tipos de estancias. Para funcionar necesita el reproductor de Flash y la Máquina Virtual de Java.

3.10.9 ATPWIN 2006 [16], [7]Software de la firma ATP para el cálculo lumínico de exteriores.

3.10.10 DAISA [17], [7]Software para el cálculo y desarrollo de proyectos de alumbrado de emergencia.

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3.10.11 LUCES [18], [7]Software de la empresa INDELUZ que permite llevar a cabo estudios luminotécnicos de interior.

3.10.12 ILUGRAM [19], [7]Programa de cálculo luminotécnico de interiores de la empresa ORNALUX.

3.10.13 INDALWIN [20], [7]Este software realiza cálculos de iluminación combinando luminarias de todos los catálogos de las marcas del grupo INDAL.

3.10.14 MURA2 [21], [7]Programa de cálculo luminotécnico para interiores y exteriores.  Permite visualizar los resultados en 3D desde diversos puntos de vista, además de realizar "renders. En la web del fabricante también están disponibles el catálogo y manuales de utilización.

3.10.15 CADY [22], [7]CADY es un software que hace de interface entre Mura2 y Autocad. Su finalidad es la de exportar plantas irregulares desde Autocad hasta el programa de cálculo. Una vez realizado el cálculo, también permite exportar luminarias desde Mura2 a Autocad, así como curvas isolux y los valores obtenidos.

3.10.16 ALP [23], [7]Programa de la empresa dmElect para el cálculo de alumbrado público. Una vez diseñada la red eléctrica, el programa calcula automáticamente todas las secciones de calentamiento y caída de tensión, la protección contra sobreintensidades (sobrecargas y cortocircuitos) y la puesta a tierra de la instalación,

3.11 Software Paladin Design Base 2.0 [24]

Tabla 3.6 Software Paladin Design Base 2.0

EMPRESA DISTRIBUIDOR

NOMBRE DEL PROGRAMA

LOGO DEL PROGRAMA

DESCRIPCION

Paladin Design Base 2.0

Programa usado para crear analizar, y simular virtualmente cualquier tipo de infraestructura de potencia.

Es un modelador de sistemas de potencia eléctricos de excelente calidad que puede ser usado para crear analizar, y simular virtualmente cualquier tipo de infraestructura de potencia instalada sin importar su complejidad. Como una plataforma de solución total Paladin®DesignBase™ cuenta con la riqueza tecnológica necesaria para simular y analizar sistemas desde una perspectiva estática o dinámica.

3.12 Software Libre para aplicación en Ingeniería eléctrica en México [25].Comunicación Social - Cámara de Senadores

B-0837 “Software libre” en dependencias y entidades de la administración pública.

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Domingo, 12 de julio de 2009

La comisión permanente exhortó al gobierno federal a realizar estudios para determinar la viabilidad de usar “software libre” en lugar de “software propietario”, lo que podría generar beneficios económicos, sociales y tecnológicos para el país.

SE EXHORTA AL EJECUTIVO FEDERAL A UTILIZAR “SOFTWARE LIBRE” EN DEPENDENCIAS Y ENTIDADES DE LA ADMINISTRACIÓN PÚBLICA

Un dictamen aprobado por la Comisión Permanente señala que con esa medida el gobierno federal contribuirá a combatir efectivamente la copia ilícita de software, asi como a eliminar barreras presupuestales.

Asegura que el “software libre” aprovechado de manera eficiente, puede impulsar significativamente el control de sistemas de información que utiliza y de los que depende el Estado Mexicano.

El dictamen establece que actualmente el gobierno federal utiliza “software propietario” o estándares de comunicación ligados íntimamente a un proveedor único y ello representa, en la mayoría de los casos, altos costos.

Por ello, y ante las posibles ventajas, la Comisión Permanente exhortó al Ejecutivo Federal a realizar estudios y proyectos sobre la viabilidad de que se usen preferentemente licencias de “software libre” en las dependencias y entidades de laAdministración Pública Federal.

Agregó que contratar “software propietario” obliga a que un usuario o una colectividad deba ser cliente de un mismo proveedor, haciendo complicado que exista competencia en la creación de los programas.

Incluso, añade el dictamen, el problema es mayor cuando los servicios que presta el Estado utilizan a menudo software cuyo código fuente no está disponible y no puede ajustarse a las necesidades del gobierno y los ciudadanos.

Con el “software libre” es posible copiar y distribuir libremente copias del programa, original o modificado, bajo las mismas condiciones del programa original; tener acceso y libertad a la modificación del software de licencia gratuita y hace posible para la entidad crear un sistema único y especifico de seguridad para los datos que se manejan y que sólo la persona designada por la dependencia tendría acceso.

El dictamen establece que la experiencia internacional con el “software libre” ha probado ser exitosa, ya que los sistemas de base de datos han mejorado considerablemente. Asimismo, permite a los ciudadanos tener acceso a la información pública.Indica que los casos de Catalunya en 2002 y de la provincia de Santa Fe en Argentina en 2005, son ejemplos claros de mejoras institucionales a través del uso del “software libre”

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Agrega que en México, el Gobierno del distrito Federal inició desde 2005 un proyecto de migración de sus sistemas hacia el “software libre”, reportando ahorros considerables por gastos en compra de licencias y actualizaciones.

Finalmente, el dictamen, que fue aprobado por unanimidad por la Comisión Permanente y fue enviado al Ejecutivo, explica que algunas instancias federales, como el Instituto Federal Electoral y la Comisión Federal de Electricidad, ya utilizan la licencia de “software libre” para algunas de sus funciones.

 

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