Facultad de Ingeniería

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https://hdl.handle.net/10893/9377

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Implementación de un banco para pruebas de envejecimiento acelerado a barras del estator de máquinas rotativas.
(Universidad del Valle, 2012) Oslinger Gutiérrez, José Luis; Castro, Luis Carlos
La operación continua y confiable de los sistemas de generación eléctrica de alta tensión depende del desempeño del sistema de aislamiento del estator. Durante la operación de la máquina, el aislamiento de las barras o bobinas del estator está sometido a esfuerzos del tipo eléctrico, térmico, mecánico y ambiental, los cuales se han incrementado a lo largo del tiempo significativamente con el fin de producir máquinas de mayor potencia y menor tamaño. Como consecuencia, entre 50-60% de las fallas ocurridas en máquinas eléctricas están relacionadas con su sistema de aislamiento. Las pruebas de envejecimiento acelerado constituyen una herramienta para la investigación y entendimiento de la evolución de los mecanismos de degradación del aislamiento en una fracción de tiempo. Este proyecto de investigación diseño, construyó e implementó en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Universidad del Valle un banco para envejecimiento acelerado por esfuerzos termoeléctricos y de ciclado térmico a barras estatóricas. Es importante mencionar que el ciclado térmico se llevará a cabo mediante la inyección de corriente por medio de un grupo motor-generador de 500Adc/30V en régimen continuo con el que se cuenta en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas. El área de las bobinas bajo prueba se redujo conectando los strands en serie lo que permitió obtener densidades de corriente de 6.4 A/mm2 y así elevar la temperatura del cobre disipando mucho menos potencia que si se utilizaba el área total de las bobinas. Para aplicar el esfuerzo termoeléctrico se construyeron placas calentadoras que a su vez simulan las ranuras del estator. Por tratarse de pruebas de larga duración, ambos sistemas se automatizaron para no requerir supervisión del personal. La implementación de este banco de pruebas está enmarcada dentro de una investigación más amplia a nivel de doctorado. Adicionalmente, la ejecución de este proyecto involucró a cuatro estudiantes de pregrado de Ingeniería Eléctrica a través de la realización de dos trabajos de grado.
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Desarrollo de un modelo ecológico del flujo de energía para el análisis de los procesos de descontaminación de un ecosistema acuático construido.
(Universidad del Valle, 2016) Peña Varón, Miguel Ricardo; Sanabria, Irma Janeth; Morales, Sara Victoria; Zapata Rivera, Andrés Mauricio; Grupo de Investigación Saneamiento Ambiental (GISAM); Grupo de Investigación de Procesos Avanzados para Tratamientos Químicos y Biológicos (GAOX)
Los modelos que usa técnicas de Dinámica de Fluidos Computacional, han permitido innovar y mejorar el diseño y funcionamiento de los sistemas lagunares para el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, estos modelos no han incluido la transferencia de energía, el cual está directamente relacionada con la producción primaria y el ensamblaje ecológico del ecosistema. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue desarrollar y validad con datos experimentales de temperatura, un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional que involucró el flujo y la transferencia de energía en una laguna facultativa secundaria en el municipio de Ginebra - Valle del Cauca (Colombia).
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Modelación mediante series de tiempo de la contaminación por PM2.5
(Universidad del Valle, 2016) Castañeda Trujillo, Anderson; Olaya, Javier
El material particulado de diámetro aerodinámico menor que 2.5 micrómetros (PM2.5) ha sido catalogado como uno de los contaminantes de mayor impacto en la salud humana, siendo considerado un potencial generador de graves enfermedades cardiovasculares y respiratorias. En este trabajo se propone la construcción de un modelo de series de tiempo que permita realizar el pronostico de las concentraciones de material particulado fino, generando as ́ı la posibilidad de contar con alertas tempranas que sirvan de insumo en políticas y acciones para el beneficio de la comunidad. En el periodo de estudio se identificaron un total de 27 registros diarios faltantes, generando la necesidad de aplicar métodos de imputación que permita completar la serie de tiempo, este proceso se desarrolla en dos etapas, la primera corresponde a la implementación de un modelo de Mínimos Cuadrados Ponderados tomando como referencia una variable altamente correlacionada con el PM2.5 como es el caso del material particulado de diámetro aerodinámico menor que 10 micrómetros (PM10); la segunda etapa se basa en la metodología propuesta por Casta ̃no, E (2007), el cual propone tratar una observación faltante como un valor Atípico Aditivo. Una vez completa la serie se implementa la metodología Box y Jenkins para la construcción del modelo final, teniendo en cuenta las adecuaciones necesarias como la inclusión de observaciones atípicas y cambios estructurales. Como resultado se obtuvo un modelo de medias móviles estacional multiplicativo de la forma ARMA(0, 1)(0, 1)[7] con sus respectivas variables exógenas, el cual presento pronósticos plausibles en cuanto a nivel, siguiendo el comportamiento esperado de la serie.
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Monte Redondo : transiciones hacia la paz.
(Universidad del Valle, 2018) Vélez Torres, Irene
En el año de 2016 se firmó en Colombia un acuerdo histórico entre el gobierno y la guerrilla de las FARC-EP para terminar el conflicto interno armado y permitir así la construcción de una paz duradera. En el curso de los Diálogos de Paz, así como desde el COMPES 3850 que creó el marco político y los lineamientos para la implementación del Acuerdo, se reconoció que el conflicto en Colombia ha sdo el producto de problemas que durante seis décadas han estado relacionados con la degradación ambiental, la pobreza rural y la profundización de la desigualdad social y económica en vastos territorios nacionales. La propuesta de creación artística que se desarrolla consiste en un documental (70 min.) ambientado en el Municipio de Miranda (Cauca), en ls inmediaciones de Monte redondo, una de las 26 Zonas Veredales Transitorias (ZVT) donde se asentaron los Frentes Sexto y Gabriel Galvis de las FARC - EP.
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UNIVALLE EN SUS MANOS. Un Geoportal de la Universidad del Valle.
(Universidad del Valle, 2018-01-30) Rincón Romero, Mauricio Edilberto; Grupo de investigación GISMODEL
En este proyecto se desarrolla un geoportal de información espacial básica para la Universidad del Valle, a través de un Sistema de Información Geográfica el cual puede tener consulta en línea y una App para dispositivos móviles con sistema operativo Androide. El objeto que el sistema proporcionar información clara y precisa de la localización espacial de un elemento dado y la forma de llegar a él dentro del campus universitario. La consulta podrá ser proporcionada de dos formas, espacial o en forma de texto. El sistema ofrece la localización espacial de la consulta sobre un mapa interactivo de la Universidad, incluyendo la posibilidad de implementar en el geoportal algunas herramientas que proporciona la Web 2.0 o a través de un dispositivo móvil (Smartphone), de tal forma que sea accesible a la comunidad y esta a su vez pudiera interactuar con el sistema. La propuesta requirió articular conocimientos de Sistemas de Información Geográfica (SIG), redes de información espacial, geoservicios, programación con lenguajes de marcado, diseño de arquitectura cliente - servidor, bases de datos espaciales, entre otros. Igualmente requiere articulación entre dependencias de la Universidad para poder disponer y sistematizar la información espacial, referencial y topológica, que debe de estar actualizada, como también aquella información que es dinámica y permanentemente está cambiando en el tiempo. Este es una de información espacial, sobre el cual podrán eventualmente articularse con otros sistemas que se disponga la Universidad para las gestiones propias de la administración central, como por ejemplo la oficina de Planeación, la oficina de Servicios Varios, redes, mantenimiento, OITEL, entre otros. Es decir, que a pesar que este proyecto construirá todos los aspectos básicos geoespaciales más la información de particular de cada sitio, esto será la base para que otros sistemas lo puedan usar de estructura de manejo, consulta y desarrollo de otros sistemas con aplicación directa en la gestión de la Universidad. Objetivo: Diseñar e implementar un geoportal básico de información espacial del Campus Universitario Meléndez para consulta desde Internet y dispositivos móviles.
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"Identificacion, modelado y control del proceso planta piloto de destilacion para produccion de alcohol carburante"
(2018-04-18) González, Jesús Alberto; Machuca, Fiderman; Franco Mejía, Edinson; Acevedo, Jairo Andrés; Franco, Diego Fernando; Espítia Serrato, Erick Salomón; Cruz Cerón, Julián Ramiro de la
El proceso de producción de alcohol carburante de la región demanda grandes retos desde el punto de vista de la automatización; las exigencias de altos consumos de energía requieren el estudio de estrategias de control avanzadas que a pesar de existir información de investigaciones para columnas de destilación, no se encuentran implementadas en las plantas de producción de alcohol carburante de la región. Para obtener estrategias de control es necesario disponer de buenos modelos que reflejen todos los modos dinámicos, para tal efecto en este proyecto se procede a estudiar y diseñar los experimentos para realizar la identificación de la planta a partir de datos experimentales. Simultáneamente se estudian las estrategias de control las cuales son verificadas mediante corridas de simulación. La investigación se desarrolla alrededor de una planta de destilación binaria (PDB) de etanol y agua existente en el Laboratorio de Procesos Químicos de la Facultad de Ingeniería; aquí, la separación de la mezcla etanol-agua se realiza en una columna de platos perforados, la cual es un cilindro vertical en el que se lleva a cabo la ebullición de los componentes de la mezcla. La investigación se orientó al modelado, identificación y simulación, aplicado a la PDB, se analizó el comportamiento estático y dinámico de diferentes variables físico-químicas que intervienen en el proceso, se analizaron las estrategias o configuraciones para el control de las columnas de destilación binaria, se realizó un análisis de sensibilidad, se diseñaron controladores por desacople para las tres configuraciones más relevantes, se analizó el consumo energético para cada uno de los escenarios, se diseñaron las señales de prueba para la identificación fuera de línea, se mejoró el sensado, transmisión y actuación de la planta, se instaló el software de mando y control, un Controlador Lógico Programable y el sistema Scada. Por falta de presupuesto no fue posible la Automatización al 100%, lo que imposibilitó la implementación de muchas de las investigaciones desarrolladas en este proyecto. Sin embargo, los resultados alcanzados permitieron establecer estrategias para ser consideradas en las plantas de destilación de la región. Con la divulgación de los resultados obtenidos al sector productivo se espera fortalecer el acercamiento entre la universidad y los ingenios productores de alcohol, para establecer lazos de cooperación técnica y científica.
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Diseño de un procesador multi-efecto para guitarra eléctrica basado en FPGAs.
(2018-04-18) Velasco Medina, Jaime; Liévano Torres, Pedro P.; Guerrero Ramírez, Jorge E.; Rentería Mejía, Claudia P.; Espinosa Duran, John M.; Arteaga Molina, Jaime A.
En este proyecto se diseñó un procesador multi-efecto para guitarra eléctrica, el cual genera 14 efectos de audio digital: compressor, expander, noise gate, soft y hard clipping, sigmoidal distortion, sigmoidal piecewise distortion, polynomial distortion, ring modulator, delay, chorus, reverb, flanger, phaser y wah-wah. El procesador es sintetizado en el FPGA EP2C70F896C6 y para su verificación se diseñó un sistema hardware que usa una interfaz de usuario, la cual es visualizada en un LCD Touch Panel para la configuración de los efectos del procesador. El sistema hardware se implementó en el kit de desarrollo DE2-70.
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"Desarrollo de un biorreactor con estimulación magnética y validación en un modelo de implante de piel artificial".
(2018-04-18) Pinedo Jaramillo, Carlos Rafael; Cadavid Ramírez, Héctor; Gutiérrez Montes, José Oscar; Criollo Gómez, William David; Martínez Guerrero, Luis Javier; Restrepo, Andrés Fernando; Arce Polanco, Laura Andrea; Muñoz Botina, Jaime Alfonso; Cardozo Londoño, Jacob
En este trabajo se detalla el diseño e implementación de un sistema biorreactor asociado a un sistema de generación de campo magnético controlado y espacialmente localizado, que irradia una señal uniforme, de baja frecuencia seleccionable, de baja magnitud ajustable y temporización controlada, actuando sobre un cultivo celular matricial in vitro en proceso de desarrollo y crecimiento, con el fin de verificar la viabilidad y la proliferación de cultivos matriciales in vitro bajo los efectos de campos magnéticos de extrema baja intensidad y frecuencia. Debido a la creciente ubicuidad de los dispositivos tecnológicos en nuestro entorno, tales como: teléfonos celulares, computadores portátiles, tabletas, consolas portátiles de videojuegos y otros dispositivos de enlace inalámbrico, los seres humanos han comenzado a preocuparse por los efectos en la salud causados por un aumento exponencial a la exposición a campos electromagnéticos radiados, que son producidos por los nuevos dispositivos tecnológicos. En las últimas dos décadas, se han realizado estudios para determinar si el aumento de exposición puede dar lugar a efectos perjudiciales para la salud, sin embargo la mayoría de los estudios se han centrado en los campos electromagnéticos de alta frecuencia, tales como los emitidas por los teléfonos celulares y los hornos de microondas, centrados principalmente en determinar si pueden tener efectos cancerígenos. El efecto de la exposición a los campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja en sistemas celulares humanos todavía sigue sin determinarse. Pensando en esto, en el proyecto se desarrolla un prototipo biotecnológico con el fin de cultivar células in vitro, creando un ambiente controlado que es sometido a radiación electromagnética de extremada baja intensidad y frecuencia. Al mismo tiempo, se implementa un protocolo de pruebas y ensayos experimentales, para determinar la viabilidad funcional del diseño y verificar algunas implicaciones en el comportamiento biológico del cultivo.
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Modelación estadística de variables climáticas en el suroccidente colombiano
(2018-04-18) Andrade Bejarano, Mercedes; Conde Arango, Gabriel; Castañeda Tique, Karin Julieth; Castro Cano, Lina Marcela; Cruz, Nini Johana; Delgado, Efraín; Flórez Poveda, Álvaro; Laverde García, Claudia Alejandra; Malez, Víctor Hugo; Medina Pacheco, Caroly Nathaly; Millán Hernández, John Jairo; Mera, Mauricio; Ramírez Quiñonez, Greisy; Rivas Ordoñez, María Lorena; Portillo Rosero, Ruben Alexis; Zape, Diana Katerine; Zuluaga Duque, Edison Andrés
Este proyecto de investigación está enmarcado dentro del objetivo general del grupo INFERIR, sobre modelación de variables climáticas dentro de su línea de investigación en Estadística Ambiental, y tiene como meta el desarrollo de modelos estadísticos para la predicción de variables climáticas como la temperatura y la precipitación, en sitios del Valle del Cauca donde no han sido medidas, con el fin de generar información para la planeación y la toma de decisiones de agricultores, centros de investigación agrícola y corporaciones autónomas regionales encargadas de conservar los recursos naturales e hídricos. Para cumplir con el objetivo general el proyecto se dividió en siete objetivos específicos que se convirtieron en sub proyectos: 1) Modelo Lineal Mixto Generalizado para la modelación de la temperatura promedio en el Valle del Cauca 2) y 3) Modelación de la temperatura máxima y la temperatura mínima mensual en el Valle del Cauca, a través de la Teoría de Valores Extremos y del Modelo Lineal Mixto 4) Distribución espacial y temporal de la precipitación en el Valle del Cauca 5) Modelos Mixtos Lineales Generalizados para la modelación de la precipitación mensual en el Valle del Cauca 6) Modelación de la precipitación diaria en el Valle del Cauca a través del Modelo Lineal Mixto Generalizado 7) Aplicación de la Suavización Spline en la modelación de la temperatura promedio mensual en el Valle del Cauca usando Ponderación por Diagramas de Voronoi. De igual manera, en el marco de esta investigación se concluyó la investigación titulada Modelación de la Temperatura Promedio Mensual a través de Modelos Lineales Mixtos.
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Evaluación de un hidrogenerador de vórtice horizontal.
(2018-04-18) Risco Moreno, Efraín Del; Torres Casierra, Gerardo; Trujillo Idrobo, Pablo; Díaz, Luis; Zárate, Sergio
La reducción de gases de efecto invernadero obliga a migrar de los dispositivos de generación de potencia con combustibles fósiles a alternativas con energías renovables limpias. Una de éstas es la energía hidráulica de las corrientes naturales que abundan en Colombia y no se aprovechan; ellas son de baja carga y no hay aparatos que usen óptimamente esa energía porque el interés se centró en los que operan con grandes alturas y caudales. Por eso se están optimizando los existentes o desarrollando nuevos sistemas de generación limitados por la falta de conocimiento para su dimensionamiento. Por lo anterior, el Grupo de Investigación en Dinámica de Fluidos de la Universidad del Valle se propuso desarrollar y probar un hidrogenerador que forme un vórtice cuando se sumerge en un flujo de agua. Con ese vórtice se quiere impulsar un rodete acoplado a un generador eléctrico, para ver si es posible producir electricidad en las poblaciones con corrientes naturales de agua, no conectadas al Sistema Nacional de Interconexión Eléctrica. El desarrollo del hidrogenerador intrusivo de vórtice horizontal demandó primero definir su geometría para que forme en su interior un flujo giratorio; esto se tradujo en una carcasa con tobera semiconvergente unida a una cámara de vórtice con orificio de descarga lateral. Considerando el ancho del canal de pruebas, después se definió su tamaño combinando dos alturas (e) de la sección menor de la tobera con dos anchos (A) del aparato y tres diámetros (d) del orificio de descarga, lo que condujo a la construcción y prueba de doce versiones del aparato para encontrar cuál captaba el mayor caudal y producía la mayor velocidad de giro del vórtice. La experiencia indicó que un aparato de e = 0.01 m, A = 0.1 m y d = 0.0175 m, hacía girar al vórtice hasta 500 RPM con un caudal de 0.73 L/s. Enseguida se escogieron los rodetes: uno tipo turbina MIchell-Banki y dos con álabes helicoidales, uno con álabes exteriores y otro con álabes interiores y exteriores; el primero operaría por impulso y los últimos por arrastre, simulando la trayectoria helicoidal de las partículas en el vórtice. Construir los rodetes implicó obtener, de un dibujo en SolidWorks, una impresión de cada uno de ellos con una impresora 3D, con la cual se hizo un molde en colapiscis que por vaciado de una resina, produjo el rodete deseado. Con el rodete en la cámara de vórtice mediante un engrane en el extremo de su eje y una banda plana o tipo Oring, se transmitió la potencia mecánica a otro engrane superior, que accionó un microgenerador eléctrico. Los resultados revelaron que, pese a su alta resistencia de forma, el hidrogenerador de vórtice concebido, desarrollado y probado en la UNIVALLE induce un vórtice con la potencia para mover un microgenerador eléctrico, por lo que esta investigación cumplió su cometido. Entonces vale seguir investigando para reducir la resistencia de formar e incrementar la energía que este aparato puede convertir en electricidad a partir de las corrientes naturales del país.
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Identificando relaciones para determinar puntajes mínimos de inscripción a los Programas Académicos de Pregrado en la Universidad del Valle. El caso de Ingeniería de Sistemas.
(2018-04-18) García Baños, Ángel E.; Millán González, Martha; Trujillo Uribe, María Patricia
El propósito de este proyecto era explorar relaciones entre puntajes de ICFES y desempeño de los estudiantes del programa académico de Ingeniería de Sistemas. Con este propósito se aplicaron técnicas de minería de datos y de Soft Computing sobre un conjunto de datos de estudiantes. Los datos de los estudiantes se obtuvieron principalmente de la Oficina de Registro Académico y de Admisiones de la Universidad del Valle y se complementaron con datos de ECAES. En el análisis de los datos, se utilizaron dos enfoques en paralelo: Minería de Datos para explorar relaciones y Computación Evolutiva para construir un modelo y calcular los pesos de los puntajes que se deberían usar para el ingreso de estudiantes a la carrera. Los nuevos pesos se calculan de modo que los estudiantes que entran a la carrera tengan mayor probabilidad de aprovechar los estudios (esto se mide con la nota promedio de la carrera). Se desarrolló un prototipo de software (llamado IPMPAIS) que se puede utilizar para replicar el método implementado basado en algoritmos genéticos e identificar esta relación para cualquier programa académico. El prototipo le ofrece al usuario, entre otras, las siguientes funcionalidades: carga de datos de estudiantes procedentes de Registro Académico (notas de la carrera y resultados en el examen de ICFES), carga de equivalencias de asignaturas, carga de resultados en el examen de ECAES, filtrado de datos por cohortes y/o por asignaturas cursadas, ejecución del algoritmo genético para calcular los pesos óptimos, despliegue de resultados y almacenamiento de resultados en un archivo. Las principales actividades realizadas durante el desarrollo del proyecto fueron: Identificación de Fuentes y Datos a Integrar Integración y Transformación de datos Selección de estrategias y algoritmos de análisis de datos, usando técnicas estadísticas y de minería de datos (WEKA), por un lado, y algoritmos genéticos, por otro. Implementación de los algoritmos de análisis de datos Aplicación de estrategias a un conjunto de datos específico: caso Ingeniería de Sistemas.
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Caracterización Biomédica de Materiales Osteoconductivos.
(2018-04-18) Aguilar Castro, Yesid; Gutiérrez, Óscar; Muñoz, Jaime; Esguerra Arce, Adriana; Esguerra Arce, Johanna
Se diseñó una novedosa mezcla de fosfatos de calcio y titanato de calcio con el fin de obtener un recubrimiento con comportamiento mecánico, adhesión y osteoconducción superiores a los recubrimientos usados actualmente en vástagos de prótesis de cadera. Para ello se obtuvieron mezclas de hidroxiapatita en polvo con 25, 50 y 75% en volumen de titanato de calcio, se compactaron y se sinterizaron en atmósfera de aire. Después del tratamiento térmico, estos compuestos de oxihidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2-2xOx□x) y titanato de calcio se evaporaron por medio de magnetrón sputtering sobre un sustrato AISI 304/Ti, obteniéndose los respectivos recubrimientos. Igualmente se produjeron recubrimientos 100% fosfato de calcio (CP) y 100% titanato de calcio (TC). Se hizo un análisis detallado de los pasos polvo → blanco y blanco → recubrimiento mediante caracterización química y microestructural en cada paso. A los recubrimientos se les evaluaron sus características topográficas, mecánicas, electroquímicas, tribológicas y biomédicas in vitro. Se encontró que los recubrimientos 75CP-25TC y 0CP-100TC son superiores a los recubrimientos 100CP-0TC, 50CP-50TC y 25CP-75TC, por lo que son candidatos apropiados como recubrimientos para remplazo de tejido óseo y regeneración. El recubrimiento 75CP-25TC mostró como ventaja una mayor osteoconductividad in vitro y el recubrimiento 0CP-100TC mostró como ventaja que desgasta menos al tejido óseo en interacción tribo-electroquímica. Por tanto, ambos se proponen para estudios posteriores de caracterización in vivo. Por otro lado, se propuso el uso del sistema de recubrimientos Ti-Al-N/Fosfato de calcio – quitosano (FC-QS) para aplicación en sistemas de fijación ósea externa. El recubrimiento Ti-Al-N para mejorar la resistencia a la corrosión por fretting, y el recubrimiento de fosfato de calcio – quitosano como recubrimiento bioactivo y biodegradable. El recubrimiento de Ti1-xAlxN se sintetizó por medio de magnetrón co-sputtering. Se evaluó el efecto del contenido atómico de aluminio, x, en su resistencia a la corrosión y a la corrosión por fretting, así como en su desempeño biomédico in-vitro. El valor de x fue igual a 0.39, 0.47, 0.61 y 0.69 y las fases encontradas fueron la TiN tipo NaCl y la Ti2AlN. Todos los recubrimientos mostraron ser biocompatibles. El recubrimiento con x = 0.39 se escogió como el recubrimiento óptimo dado su mejor desempeño. El recubrimiento de 70%FC-30%QS se sintetizó por medio de co-precipitación química y por inmersión de los sustratos. Se evaluó el efecto de la relación ácido cítrico a [Ca+2] en la estabilidad de películas de FC-QS, en su topografía superficial y en su adherencia, variando la relación en 2:1, 3:1 y 4:1. Los tres recubrimientos mostraron ser biocompatibles y se encontró una influencia de la relación ácido cítrico a [Ca+2] en la composición química de los recubrimientos, así como en su rugosidad y adherencia sobre el acero. El recubrimiento con relación 2:1 presentó la mayor adherencia y biocompatibilidad, por lo que se seleccionó para ser depositado sobre el recubrimiento óptimo de Ti1-xAlxN. Se concluyó que el sistema Ti0.61Al0.39N/FC-QS con relación ácido cítrico a [Ca+2] de 2:1 exhibe las propiedades idóneas para la aplicación propuesta, por lo que se propone como candidato para pruebas biomédicas in-vivo.
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Marcha asistida con un exoesqueleto : plataforma caminadora.
(2018-04-18) Ramírez, José Miguel; Arango, Gloria Patricia; Buitrago, José Tomás; Hoyos, Adolfo; Barona Trujillo, Leidy Melissa; Salas, Bladimir
En Colombia cerca de un 3% de personas están en situación de discapacidad con problemas para moverse o caminar. Las lesiones en las articulaciones tienen implicaciones económicas debido a los largos periodos de recuperación y consecuencias sociales si la rehabilitación no es la adecuada. Como la mayoría de los procesos de rehabilitación se realizan de forma manual, interesa el desarrollo de sistemas de soporte a la marcha en el proceso de rehabilitación. La tecnología robótica puede enseñar a las personas que tienen lesiones en los miembros inferiores o en la médula espinal a caminar a través de la repetición asistida de pasos, todos regulares y simétricos, actividad imposible de realizar sin un soporte mecatrónico. Este proyecto desarrolla asistencia a una persona durante la marcha con un exosqueleto de miembros inferiores, al realizarla sobre una plataforma caminadora; se requiere que la velocidad de la caminadora se sincronice automáticamente con la velocidad variable promedia de la marcha del humano (disturbio principal del sistema, medible), de forma que camine en una misma posición con respecto al suelo. Para ello, se estudia el estado del arte, se analiza la marcha humana, se especifica, diseña y desarrolla la plataforma caminadora y finalmente se valida el alcance de las especificaciones. Las actividades para lograr lo anterior, se plantearon a partir de la metodología para el desarrollo de proyectos de control. La plataforma desarrollada consiste en una caminadora comercial, con sistemas de soporte para el acceso del paciente, con un control en cascada de posición y velocidad; la medida de posición es un sistema de visión artificial, con capacidad de esqueletizar la marcha del paciente; un controlador permite estabilizar el sistema de control de posición, con errores permanentes en el rango de aceptación; un sistema de adquisición de datos recibe la señal de velocidad y aplica la acción requerida en la velocidad de la banda, calculada desde un computador con un sistema de supervisión y control. El desempeño de la plataforma se validó correctamente mediante un protocolo de prueba acordado con los terapeutas, confirmando el alcance propuesto de desarrollar una plataforma caminadora sincronizada al exoesqueleto. La investigación se orientó hacia los aspectos de la ingeniería biomédica relacionados con el manejo de discapacidades en el sistema muscoloesquelético. Desde el punto de vista médico, la investigación se relacionó con las áreas de ortopedia y rehabilitación. El proyecto ha sido integrador de varias disciplinas, involucrando para su desarrollo un grupo de investigación de la ingeniería y otro de la salud, con un total de tres profesores investigadores, un estudiante de maestría, dos pregrados de fisioterapia y dos pregrados de ingeniería electrónica. Los resultados del proyecto se presentaron en un congreso internacional, en internet y en una revista indexada. A futuro se espera generar teorías y contribuciones tecnológicas en la coordinación humano-exoesqueletocaminadora para apoyar la marcha humana, que permitan desarrollar ayudas terapéuticas para la rehabilitación de personas con problemas para la marcha.
Acceso abierto
Geoportal de Información ambiental actualizada para Colombia derivada de Imágenes MODIS.
(2018-04-18) Rincón Romero, Mauricio E.; Ceballos, Dora; Valencia, Juan Manuel; Ortega, Nathalia; Jordán, Jesús Andrés
El grupo GISMODEL a través de proyectos con recursos de Colciencias y El Ministerio de educación desde el 2009 consolidó una plataforma de servicio de información espacial a través de la construcción de un geoportal. Este geoportal se desarrolló para ofrecer información ambiental distribuida espacialmente y disponerla a través de geoservicios para consulta, despliegue descarga y modelación, para toda la comunidad científica interesada en este tipo de información, todo a través de Internet2 y RENATA. Dicha plataforma fue básica incluyendo aspectos de estructura física y precipitación del país. En éste proyecto se complementó la plataforma de servicio, la estructura del sistema y la base de datos de precipitación y temperatura, como también de cobertura del suelo, e información ambiental espacial derivada de Imágenes MODIS para nuestro territorio como lo son Cobertura de nubes, cuerpos de agua, humedad relativa, anomalías térmicas e incendios forestales. Dicha información es importante para el desarrollo de investigación en recursos naturales, prevención y atención de desastres inundaciones, deslizamientos remoción en masa, avenidas torrenciales, sequías, degradación de los recursos agua, suelos y vegetación, mitigación de impactos por ejecución de obras, erosión, desertificación, desastres naturales, contaminación de los recursos, manejo de recursos, manejo de riegos y muchas más aplicaciones de las cuales la comunidad esta habida de información. La particularidad del geoportal es que dispone de información actualizada (según disponibilidad de los datos en satélite – entre 5 semanas o tres días dependiendo de la variable-). La mayoría de información es capturada de datos de Satélite del grupo MODIS, procesada y dispuesta en el Geoportal en los diferentes geoservicios dispuestos para la comunidad. El desarrollado se puede consultar en http://200.26.133.195/colombia/portal.php o internamente desde la Universidad en http://gismodel.univalle.edu.co/colombia/portal.php.
Acceso abierto
Análisis del running-in en el comportamiento tribológico de materiales susceptibles a endurecimiento por deformación.
(2018-04-18) Rodríguez, Sara Aida; Coronado, John Jairo; Delgado, Fernando; Iglesias, Brian; Muñoz, Camilo; Saltarén, Sebastián; Caicedo, Joyner; Arcila, Bryan; Zambrano, Oscar; Muñoz, Jonathan
El termino running-in hace referencia a una etapa de transición en un sistema tribológico. La transición tribológica puede ser inducida o impuesta por cambios en las condiciones de operación o puede ocurrir naturalmente como consecuencia del tiempo de operación del sistema sin intervención externa. Durante el running-in la fricción, temperatura y la tasa de desgaste cambian con el tiempo, este cambio es consecuencia de alteraciones en la rugosidad superficial, cambios en la composición química de las superficies, microestructura, dureza y distribución del tercer cuerpo. En este proyecto se analizó i) el efecto de la dureza inicial, ii) el endurecimiento por deformación, iii) la carga, iv) la rugosidad superficial, v) velocidad de deslizamiento, y vii) tamaño de abrasivo sobre el coeficiente de fricción y tasa de desgaste en la etapa de running-in y en su subsecuente etapa estable o estacionaria en materiales susceptibles a endurecimiento por deformación: fermanal, aceros al manganeso (Hadfield), y dos aceros inoxidables austeníticos, bajo condición de desgaste por deslizamiento, desgaste abrasivo a dos cuerpos, desgaste por impacto y fatiga en flexión rotatoria. Para lograr estos objetivos se realizaron ensayos de desgaste abrasivo (configuración pin-lija), ensayos de deslizamiento (configuración pin-disco), ensayos de desgaste por impacto por martillos basculantes y ensayos de fatiga en flexión rotativa y se usó microscopia electrónica de barrido para caracterizar las superficies de desgaste y fractura. Se medió la pérdida de masa usando una balanza analítica y se registró el coeficiente de fricción como una función del tiempo de ensayo para cada material. Todas las variables se correlacionaron usando métodos estadísticos. Los resultados permitieron incrementar el conocimiento del fenómeno de desgaste, entender la influencia de cada una de las variables evaluadas e identificar los materiales con mejores características para ser usados en aplicaciones industriales; contribuyendo al fortalecimiento de las líneas de investigación en tribología y fatiga e integridad de componentes mecánicos del Grupo de Investigación en Fatiga y Superficies. En el marco de este proyecto se realizó una tesis de maestría y tres trabajos de pregrado en ingeniería mecánica. Y se publicó un artículo en la revista Wear indexada en categoría A1, se sometió a publicación un artículo a la revista International journal of fatigue indexada en categoría A1 y se presentaron cuatro trabajos en el simposio de ingeniería
Acceso abierto
Desarrollo del banco de imágenes histológicas sobre el sistema cardiovascular (BISCAR).
(2018-04-18) Trujillo Uribe, María Patricia; Salazar, Liliana; Scotti, Sebastian; Santamaria, Maria Claudia; Perdomo, Alejandro; Muñoz, Yhoiss Smith; Cuellar, Estefania; Mazo, Claudia; Carrascal, Edwin; López, Andrés Favian
La observación de muestras histológicas en el microscopio permite determinar si un tejido es sano e identificar las modificaciones que sufren los tejidos patológicos. Sin embargo, en el microscopio solo se observan partes de la muestra debido a la magnificación. La observación en el microscopio es la forma de enseñanza de la morfología celular – siendo la célula la unidad anatómica, fisiológica, bioquímica, reproductiva y de origen de todos los seres vivos. Sin embargo, los programas de formación de profesionales en salud (médicos, odontólogos, enfermeros, y otros), no cuentan con herramientas de docencia adecuadas para que el estudiante apropie los conocimientos necesarios de esta disciplina de las ciencias morfológicas.
Acceso abierto
Impactos del reuso de aguas grises en la irrigación sobre el suelo y la calidad del alimento.
(2018-04-18) Díaz Ortiz, Jaime Ernesto; Echeverri Sánchez, Andrés Fernando; Calderón, Oscar Guillermo; Murcia Sarmiento, Miguel Leonardo
El agua es un recurso limitado y garantizar su abastecimiento sostenible, especialmente teniendo en cuenta los escenarios climáticos actuales, se ha convertido en un reto importante a nivel mundial debido al incremento y concentración de la población en las zonas urbanas y periurbanas, la demanda de recurso hídrico y alimentos han aumentado, en este sentido, la reutilización de aguas residuales domésticas, como una opción para la producción de alimentos en agricultura a pequeña escala. Además se convierte en una opción que mitiga la presión sobre el recurso hídrico y la contaminación de cuerpos de agua, causada por el vertido sin tratamiento. Se realizó un experimento en condiciones controladas, para evaluar el uso de aguas grises sintéticas en irrigación, donde se evaluaron los efectos de las aguas sin tratar (T1) y tratadas (T2) en las siguientes propiedades del suelo: conductividad eléctrica (CE), porcentaje de sodio intercambiable (PSI), diámetro ponderado medio (DPM) y retención de humedad del suelo (RHS); como también en la producción de un cultivo de fríjol (Phaseolous vulgaris L), el porcentaje de materia seca (MS), el crecimiento de la planta en altura (A) y diámetro de tallo (DT), y el contenido de macro y micro nutrientes en las semillas. Para el T2, se empleó un sistema conformado por filtro lento de arena (FLA) y un humedal artificial de flujo subsuperficial (HFSS), plantado con Canna glauca, Cyperus haspan, Heliconia psittacorum y Equisetum hyemale. Se utilizó riego localizado de alta frecuencia, monitoreado por tensiómetros. Al comparar los tratamientos se presentaron diferencias significativas en el aumento del PSI, con una mayor magnitud para los suelos irrigados con T1, por otro lado no se presentaron diferencias significativas en la tendencia a la disminución del DPM y CE, y en la tendencia al aumento de la RHS, como también no se presentaron diferencias significativas en la producción aunque se identificó que esta variable para T1 tiende a ser mayor dada la carga nutricional presente en el mismo, en cuanto al crecimiento no se presentaron diferencias significativas al comparar A y DT para los distintos tratamientos, finalmente no se presentaron diferencias significativas en cuanto al contenido de elementos en las semillas. Se concluye que el reuso de aguas grises debe realizarse ligado a un tratamiento previo con el objetivo de reducir los peligros de sodicidad en los suelos, en este sentido el sistema FLA+HFSS podría representar una alternativa viable para el tratamiento de las agua grises dado que retiene sodio e incorpora Calcio y Magnesio al efluente utilizado en irrigación.
Acceso abierto
“Detección de estados de ansiedad a partir del análisis de imágenes infrarrojas de rostros”.
(2018-04-20) Pinedo Jaramillo, Carlos Rafael; Loaiza Correa, Humberto; Nope Rodríguez, Sandra Esperanza; Restrepo Girón, Andrés David; Bedoya, Sebastián; Belalcázar, Hernán; Tenorio, Alejandro; García, Bryan; Fajardo, Edgar; García, José; Quintero, Julián
Los sistemas de seguridad se mantienen en evolución permanente debido a los cambios de estrategia de las organizaciones al margen de la ley. Actividades de gran presencia de personas, como: conciertos, eventos deportivos, celebraciones religiosas y transporte masivo; se han convertido en blanco del accionar delictivo. Ante la imposibilidad de realizar detecciones tempranas y crear alertas con los sistemas de seguridad convencionales, se hace necesario el desarrollo de técnicas de no-contacto que permitan un campo de vigilancia amplio, y que detecten y analicen cambios fisiológicos y de comportamiento en las personas con el fin de generar alertas viables para tomar decisiones de reacción. El diseño de un sistema para determinar las posibles reacciones de una persona mediante análisis termográfico, resulta ser de gran utilidad en situaciones de resolución de conflictos sociales, tales como crímenes que atentan contra las normas establecidas por la sociedad, o en la prevención de actividades en contra de la preservación de la vida, como atentados terroristas. El reconocimiento e identificación de las señales que representan alteración emocional, ante determinadas situaciones, mediante técnicas digitales, ha representado un reto a través de los años, ya que estudios psicológicos y fisiológicos evidencian una relación entre los cambios de estados de ansiedad y las modificaciones en las actividades orgánicas, como son: dilatación de las pupilas, sudoración, tensión muscular, ritmo cardíaco, presión arterial y temperatura corporal, entre otras. Producto de la dificultad de controlar las reacciones internas del cuerpo por parte de las personas, aquéllas constituyen excelentes indicadores para generar alarmas de seguridad. Los antecedentes investigativos referentes a la detección de ansiedad reportan el sensado de señales fisiológicas como la presión volumétrica de la sangre, la conductividad de la piel, el ritmo respiratorio, los electroencefalogramas y otras, además de combinaciones entre ellas para lograr mejores tasas de detección en la fusión de la información que entrega cada una. Dado lo anterior, se hizo un sistema de visión artificial termográfico para analizar imágenes infrarrojas de rostros, que permitiera determinar la alteración emocional, con el fin de vislumbrar a futuro prototipos comerciales que superen las limitaciones de los sistemas actuales. El desarrollo logrado en este proyecto constituye una primera aproximación hacia la identificación de estados de ansiedad mediante técnicas de procesamiento digital de señales, desarrollado en Colombia, y un avance en la línea de investigación en visión artificial y procesamiento de señales en la Universidad del Valle. Los resultados respecto: al diseño de experimentos de provocación de ansiedad, las propuestas de segmentación de las zonas de interés, el método de seguimiento y las propuestas de clasificación, resultan ser un aporte valioso y complementario de trabajos previos realizados en países desarrollados, extendiendo el campo de acción de la termografía aplicada a la biometría.
Acceso abierto
Incidencias de las actividades productivas en el flujo de servicios ecosistémicos híbridos ofrecidos por los páramos colombianos : caso Puracé.
(2018-04-20) Pérez Rincón, Mario Alejandro; Rojas Padilla, Johnny; Vaquero, Olga Lucía; Peña Varón, Miguel; Carvajal, Yesid
El enfoque de servicios ecosistémicos (SE) es en la actualidad el principal marco teórico para analizar las relaciones sociedad-naturaleza, a la vez que se le usa como instrumento para la gestión de la biodiversidad y los ecosistemas, guía para la formulación de políticas, e incluso un discurso potente en pro de la conservación o el uso de la naturaleza.
Acceso abierto
“Estructuración del Observatorio Ambiental del Conflictos Ambientales Urbanos para la Ciudad de Santiago de Cali (OCAU) Fase II”.
(2018-04-20) Navarrete Peñuela, Marcela; Vásquez Avellaneda, Diana María; Behar Gutiérrez, Roberto; Santana Rodríguez, Luis Marino
La construcción colectiva del Observatorio de Conflictos Ambientales Urbanos OCAU, como un espacio académico en el que, mediante la reflexión – acción y el cumplimiento de las actividades misionales de la Universidad del Valle (docencia, investigación y extensión), se busca aportar en la identificación, seguimiento y solución de problemas ambientales susceptibles de convertirse en conflictos ambientales, ha sido pensado en cuatro fases. Este informe corresponde a la fase II. La realización de este proyecto es una apuesta colectiva e interdisciplinaria, tanto de investigación como de desarrollo, con la que los grupos de investigación AGESAT e INFERIR ponen a disposición, tanto de la comunidad académica como de las autoridades ambientales y la sociedad civil, la línea base de la situación ambiental de la ciudad de Santiago de Cali a través de diversos indicadores alojados en la plataforma web que, además de ser un sistema de información ambiental de libre acceso, es un espacio de difusión y generación de capacidades para la participación informada de la sociedad civil como actor fundamental de la gestión ambiental local. Este proyecto buscó aportar a la solucionar de uno de los principales problemas para la gestión ambiental: la dificultad de acceder a la información ambiental por parte de la comunidad (académica y no académica) ya que, pese a que existe la información ambiental, esta se encuentra dispersa, desactualizada y no es siempre fiable. Otro problema identificado durante los diferentes conversatorios realizados durante la fase I del proyecto fue la falta de información y formación por parte de la sociedad civil para participar en los procesos de toma de decisiones relacionados con la gestión ambiental local, por ello se planteó como objetivo principal para esta segunda fase del proyecto “Diseñar e implementar el Sistema de Información Ambiental del Observatorio de Conflictos Ambientales Urbanos (OCAU), a partir del entorno virtual generado en la fase I del proyecto: “Estructuración del Observatorio de Conflictos Ambientales para la Ciudad de Santiago de Cali”. El cumplimiento del objetivo general y los específicos implicó los siguientes grandes pasos metodológicos: 1. Fundamentación conceptual y operativa del Sistema de Información Ambiental 2. Adecuación del espacio físico para el optimo funcionamiento del OCAU 3. Operativización del sistema de información ambiental del Observatorio de Conflictos Ambientales Urbanos de la ciudad de Santiago de Cali (OCAU) en el entorno web. En cuanto a los resultados del proyecto, además de cumplir con los objetivos propuestos y los productos pactados, es necesario decir que el proyecto fue más allá de los objetivos planteados para esta fase toda vez que se articularon al proceso 4 tesis de grado (tres de pregrado y una de posgrado) que permitieron actuar tanto de manera directa (talleres y conversatorios) como indirecta a través de la plataforma web del OCAU en temas de gran importancia para los ciudadanos: residuos sólidos y zonificación y ordenamiento ambiental territorial. Asimismo, la página del OCAU ha sido visitada y consultada por 3.986 diferentes actores, según el registro electrónico de Google analytics. Lo anterior permite inferir que con mayor difusión del OCAU en las comunas, la participación informada de parte la comunidad podrá ser más activa y efectiva en el control social de la gestión ambiental local.

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