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Publicación Acceso abierto Diseño conceptual de un sistema para mejorar las condiciones de operación de la caldera DZ del Ingenio Riopaila Castilla S.A.(Universidad del Valle, 2025) Velásquez Quintero, Brandon Daniel; garcia melo, jose isidro; Gómez Herrera, Miguel ÁngelEl Ingenio Riopaila Castilla S.A. afronta un desafío significativo en su proceso de cogeneración de energía derivado de las condiciones actuales de operación (temperatura, presión y flujo). Estas condiciones del vapor vivo producido por la caldera DZ son insuficientes y limitan la cantidad de energía disponible para la venta a la red pública. Dicha restricción técnica genera una consecuencia económica directa, limitando los ingresos potenciales por venta de electricidad y aumenta la dependencia de la venta de bagazo sobrante, un mercado sujeto a fluctuaciones de precios que genera inestabilidad financiera. El objetivo general de este proyecto fue plantear un diseño conceptual para mejorar las condiciones de operación de la caldera DZ y así incrementar la producción de potencia y la estabilidad operativa del ingenio. Para ello, se analizó el ciclo Rankine de cogeneración actual y se desarrollaron cuatro escenarios conceptuales de mejora para su comparación. El análisis de resultados (Capítulos 6 y 7) demostró que el factor determinante para maximizar la generación de potencia es la mejora de las condiciones del vapor de entrada (mayor presión y temperatura). En el escenario actual la planta genera 11803 kW de potencia total, de los cuales solo 1453 kW son excedentes para exportación. Los escenarios con mejoras tecnológicas bajo las condiciones actuales de vapor (Precalentador y Turbina de Condensación) mostraron aumentos moderados, alcanzando 1857 kW y 4009 kW de potencia exportable, respectivamente. El escenario "Turbina de Condensación con Vapor Vivo (650 Psig, 480°C)" resultó ser la opción superior; Aumenta la producción total de potencia a 18071 kW (un 53,1% más que el estado actual), dispara la potencia exportable a 7721 kW y logra el mayor rendimiento termodinámico del ciclo (81,87%) y el mayor rendimiento de generación eléctrica (13,66%). La estimación de costos (Capítulo 6) confirmó que este escenario es el más rentable. Aunque se consume más bagazo (reduciendo los ingresos por venta de este en $5,3 mil millones COP/año), la ganancia adicional generada por la venta de electricidad asciende a $12,6 mil millones COP/año. Esto resulta en un beneficio neto proyectado de $7,3 mil millones COP/año sobre la operación actual. Se concluye de manera inequívoca que la ruta de modernización más rentable y eficiente para la planta es la implementación de una turbina de condensación acoplada a una modernización del ciclo para operar con vapor vivo a 650 Psig y 480°C. Esta inversión estratégica transforma la operación de la planta de un sistema de autoconsumo con excedentes modestos a una unidad de negocio con alta capacidad de generación y venta de energía, contribuyendo directamente a la sostenibilidad financiera y a la eficiencia operativa del ingenio.Publicación Acceso abierto Obtención de un impeller mediante el uso de la técnica Metal Binder Jetting con acero inoxidable martensítico(Universidad del Valle, 2026) Hoyos Hoyos, Jose Francisco; Franco Arenas, Fernando; Vidal Bolaños, Carlos HugoEn esta investigación se implementó una ruta experimental de manufactura aditiva Metal Binder Jetting (MBJ) para fabricar un impeller automotriz en acero inoxidable martensítico, empleando polvo METCO 42C, un material originalmente diseñado para procesos de thermal spray. Se desarrolló un script de segmentación en Python capaz de generar patrones de deposición línea a línea a partir de archivos STL, controlando parámetros como altura de capa, tasa de extrusión, velocidad de desplazamiento y espaciamiento lineal. Asimismo, se implementó una mejora en el cabezal de impresión, previniendo fugas y acumulación de aglutinante en la boquilla. Se fabricaron probetas de tracción e impacto según ASTM E8 y métodos Charpy/Izod, las cuales posteriormente, junto con la pieza principal, fueron sometidas a un proceso de sinterización a 1300 °C. Aunque el proceso de impresión mostró precisión posicional adecuada en la deposición del binder, se detectó infiltración lateral de este, engrosamiento de álabes y cierre parcial del orificio central del impeller. Durante la sinterización se evidenció heterogeneidad térmica severa, produciendo grietas profundas en la pieza y zonas completamente sin sinterizar. Las probetas mecánicas presentaron baja resistencia a tracción (máx. 10 MPa), mínima energía absorbida en impacto y dureza promedio de 50 HRA, resultados atribuibles a la baja densificación alcanzada y a la porosidad interna presente, observada mediante microscopía. Los hallazgos permiten concluir que la plataforma experimental logró validar parcialmente la viabilidad geométrica del proceso; sin embargo, no alcanzó una consolidación suficiente debido a la morfología del polvo, la naturaleza del binder y las condiciones térmicas. Finalmente, se presentan recomendaciones operativas y de infraestructura para avanzar hacia una implementación robusta de MBJ en la Universidad del Valle.Publicación Acceso abierto Diseño conceptual de una planta peletizadora a base de bagazo de caña con capacidad de 500Kg/h para un aprovechamiento energético(Universidad del Valle, 2025) Urán Sinisterra, Pablo César; garcia melo, jose isidroEl Grupo Agroindustrial Riopaila Castilla, ubicado en Pradera, Valle del Cauca, dentro de la cadena productiva es uno de los principales actores en la producción azucarera de Colombia. En un contexto global, la sostenibilidad y la búsqueda de energías renovables son prioritarias, por lo que el aprovechamiento de uno de los subproductos más abundantes del proceso de transformación de la caña como es el bagazo mediante la generación de pellets emergen como una alternativa valiosa y tentadora Este proyecto de grado se centra específicamente en la valorización del bagazo a través de su conversión en pellets, una forma compacta y eficiente de biomasa que puede ser utilizada como fuente de energía en diversas aplicaciones industriales. Para esto, se ha planteado como objetivo es diseñar conceptualmente un planta productora de pellets a base de bagazo de caña de azúcar con una capacidad de producción de 500 Kg/h para un aprovechamiento energético en el Grupo Agro industrial Riopaila Castilla. El trabajo comienza con un análisis exhaustivo de las propiedades físicas y químicas del bagazo disponible en el ingenio, identificando las variables clave que afectan la calidad del pellet final, como la humedad, el tamaño de partícula y la composición química, entre otras. A partir de estos datos, se desarrollan cálculos basados en balances de masa y energía, que permiten determinar parámetros críticos como la cantidad de agua a evaporar, el requerimiento térmico y el flujo de biomasa a procesar. Estos resultados son fundamentales para la selección técnica de los equipos principales del proceso. Con base en ello, se propone un diseño detallado de la planta peletizadora, que contempla equipos especializados, sistemas de manejo de materiales y controles automatizados. El diseño incorpora un enfoque modular, permitiendo la adaptabilidad a diferentes escalas de producción y a las condiciones específicas del lugar. Al centrarse en la producción de pellets de alta calidad, este proyecto no solo contribuye al aprovechamiento eficiente del bagazo de caña en Riopaila Castilla, sino que también impulsa la generación de biomasa como una alternativa energética sostenible. Esto alinea al ingenio con las tendencias actuales hacia una economía circular y el uso de energías renovables.Publicación Acceso abierto Estrategias para mejorar la eficiencia en la entrega de potencia mecánica en el torno universal VÖEST DAT(Universidad del Valle, 2025) Cortés Penagos, Miguel Ángel; Rosero-García, Esteban EmilioEl torno universal VOEST DAT ̈ ubicado en el laboratorio de procesos de manufactura de la Universidad del Valle, fue objeto de análisis debido a una perdida de potencia mecánica observada durante operaciones de maquinado. Con el objetivo de identificar la causa de este funcionamiento anómalo, se realizó una inspección visual de los componentes de la transmisión mecánica principal, identificando como principal causa de falla las poleas tipo CVT. Adicionalmente, se efectuaron pruebas de dinamometría durante el proceso de corte, lo cual permitió descartar fallas en el accionamiento eléctrico (motor). A partir de estos análisis, se procedió con la selección de un nuevo motor de 4 polos y 5 HP a 1650 RPM, controlado mediante un variador de frecuencia (VFD) que permite reducir su velocidad hasta 1155 RPM. Esta modificación permitió reemplazar las poleas CVT por poleas de diámetro constante con una relación de transmisión de 2,25:1, lo que resultó en un incremento del torque de corte de 840 a 1737 Nm. Asimismo, se obtuvo un nuevo rango operativo de velocidades: 496–730 RPM en alta y 62–91 RPM en baja, dentro del cual se garantiza la estabilidad y confiabilidad de la transmisión mecánica. Finalmente, se estimó un costo total del proyecto de mejora de 18.322.730 COP.Publicación Acceso abierto Diseño de un enfriador de maní por convección forzada(Universidad del Valle, 2025) Londoño Quiceno, Cristhian Daniel; rosillo, miguelSe diseñó un enfriador de maní por convección forzada que sustituye al cuarto frío de 40 HP utilizado actualmente por una empresa procesadora de maní. La metodología incluyó la modelación numérica de dos configuraciones de flujo mediante MATLAB (método explícito en diferencias finitas) y su validación por medio de ensayos experimentales. La configuración seleccionada (flujo de aire horizontal simultáneo sobre y bajo las bandejas) permite enfriar 25 bandejas (≈ 350 kg) de maní desde 120 °C hasta 35 °C en 17–20 min utilizando aire ambiente a 25°C. La caída de presión se mantiene por debajo de 250 Pa, lo que permitió seleccionar un ventilador helicoidal EC (conmutado electrónicamente por sus siglas en inglés) de 3 kW, de modo que el consumo eléctrico anual se reduce un 88% frente al sistema actual. El costo de inversión (CAPEX) es de $45, 3 M.M. COP y el costo operativo anual (OPEX) se reduce un 90%, dando un periodo simple de recuperación de 1,3 años, donde además del beneficio económico, el diseño propuesto simplifica significativamente el mantenimiento. El proyecto demuestra la viabilidad técnica y económica de reemplazar sistemas de refrigeración por convección forzada en procesos post-tueste, aportando una guía replicable para otros frutos secos.Publicación Acceso abierto Diseño básico de un sistema para el aprovechamiento del hidrógeno en la cocción de alimentos a nivel residencial(Universidad del Valle, 2024) Bedoya Andrade, José Daniel; garcia melo, jose isidroLos gobiernos han realizado ingentes esfuerzos en mitigar las causas y efectos del cambio climático, entre los cuales se incluye la implementación de políticas nacionales para reducir la contaminación asociada a la explotación y quema de hidrocarburos. Como resultado, se incentiva el uso de fuentes de energías alternativas, como lo es el hidrógeno, que destaca por su alto poder energético y bajas emisiones de gases de efecto invernadero. Aunque el uso del hidrógeno se ve mayormente orientado al transporte, la aplicación en la cocción de alimentos es una iniciativa novedosa e incipiente, diversificando así el uso de este recurso energético. En este contexto, a partir de literatura que sugiere la viabilidad energética en esta aplicación, se propuso una infraestructura básica para la producción y combustión de hidrógeno en una estufa residencial. Para este desarrollo tecnológico fueron caracterizados los parámetros de funcionamiento equivalentes a los de una estufa de gas tradicional, evaluando su capacidad para cubrir las necesidades promedio de cocción en un hogar. Con el objetivo de evaluar la solución propuesta, fue construido un prototipo funcional; como resultado, fue evidenciada la viabilidad técnica del sistema propuesto. No obstante, un análisis de costos expuso una dificultad en la adopción masiva de esta aplicación, subrayando la necesidad de apoyo gubernamental para la generalización de la tecnología asociada a la producción y operación de esta solución alternativa para la cocción de alimentos.Publicación Acceso abierto Evaluación analítica de la estabilidad estática de una plataforma aeronáutica para transporte de carga(Universidad del Valle, 2025) Rivera García, Kelly Vanessa; Jaramillo Pizarro, Guillermo AndrésEste trabajo de grado presenta la evaluación analítica de la estabilidad estática de una plataforma aeronáutica diseñada para el transporte de carga. El estudio se desarrolla a partir de tres objetivos principales: el desarrollo de una propuesta de configuración aerodinámica, la estimación de los modos de vuelo en un escenario de estabilidad estática mediante métodos analíticos y la verificación de los resultados a través de análisis numéricos. Durante el desarrollo del proyecto, inicialmente se realizó un diseño conceptual de la plataforma basado en el análisis de aeronaves de referencia para el establecimiento de parámetros realistas, seguido por el dimensionamiento de sus componentes principales: el ala, los empenajes y el fuselaje. Posteriormente, se modelaron las características aerodinámicas de la aeronave usando el software VSPAERO basado en el método Vortex Lattice, y se calcularon las derivadas de estabilidad necesarias a través de ecuaciones semiempíricas para determinar modos de vuelo longitudinales fugoide y de corto periodo. La verificación de los resultados se llevó a cabo mediante soluciones numéricas obtenidas en MATLAB basadas en la obtención de los autovalores de la matriz desacoplada de espacio de estados, demostrando la validez de las predicciones analíticas. Los resultados obtenidos evidenciaron que la configuración propuesta cumple con los requisitos de estabilidad estática satisfactoriamente, sentando así un precedente metodológico para futuros desarrollos de Vehículos Aéreos No Tripulados de carga en Colombia.Publicación Acceso abierto Diseño paramétrico de un sistema planetario de transmisión de potencia mecánica(Universidad del Valle, 2025) Caceres Cano, Jean Paul; Jaramillo Pizarro, Guillermo AndrésEste proyecto de grado presenta el desarrollo e implementación de un algoritmo orientado al diseño paramétrico automatizado de sistemas planetarios, considerando restricciones geométricas, espaciales y funcionales, así como criterios mecánicos de resistencia y seguridad. El algoritmo fue estructurado en módulos secuenciales basados en programación lineal, lo que permite una solución organizada y eficiente del problema de diseño, desde la determinación de relaciones de transmisión hasta la verificación estructural de componentes clave como engranajes, ejes y portaplanetas. Como resultado, se obtienen sistemas con configuraciones válidas que cumplen con las restricciones espaciales y funcionales establecidas, cuyas piezas son generadas y exportadas en formato CAD (Computer Aided Drawing). La validación analítica de un caso particular confirma la solidez de las soluciones propuestas, con factores de seguridad y deflexiones dentro de los límites aceptables. Este trabajo establece una base metodológica sólida para futuras aplicaciones e investigaciones en diseño asistido por computador y automatización del diseño mecánico.Publicación Acceso abierto Proof of concept of a lift-type pico vertical axis wind turbine for low wind conditions(Universidad del Valle, 2025) Cruz Wilches, Juan Felipe; Jaramillo Pizarro, Guillermo AndrésThis undergraduate thesis document presents an investigation into the development of a proof-of-concept pico-scale Vertical Axis Wind Turbine (P-VAWT) for operation under low wind conditions. First the expected operating conditions were defined according to the available resources at the fluid mechanics laboratory at Universidad del Valle. An analytical model was coded and validated by literature results to pre-dimension a model turbine based on the imposed requirements, four rotor configurations were proposed for characterization. An experimental setup was planned and put in place including a flow conditioning duct to manage the air going to the turbine and a test bench to mount and measure the power output of the VAWT. The rotor configurations were tested, obtaining their torque and power output as well as their dimensionless performance metrics and their characteristic curves. The experimental results were verified against the analytical model. The findings show the data from testing followed the general trends predicted by the model. It was possible to get really low power coefficient results with an acceptable level of percentage of error propagation considering the limitations in precision from the measuring instruments. Overall, this work presents a structured methodology for developing small scale wind turbines with the scope for future scaling, a code for pre-dimensioning and evaluating VAWTs based on the Double Multiple Streamtube model and a robust experimental setup capable of getting measurements of really low power outputs with a reasonable level of error propagation.Publicación Acceso abierto Análisis CFD-DEM de un tambor separador de caña de azúcar(Universidad del Valle, 2025) Valencia Ruiz, Nicolas; del Risco Moreno, Efraín BaldemarEl separar el tallo de la hoja de caña de azúcar, es un paso fundamental a la hora de garantizar que la caña de azúcar pueda ser procesada y tratada de manera óptima, velando por la calidad de productos finales libres de contaminantes o partículas no deseadas. Con la inserción del corte mecanizado en la industria, es muy común que el proceso de separación presente ineficiencias por parte del corte mecanizado. Este proceso se lleva a cabo con un sistema el cual expele aire a presión, separando los cuerpos livianos (hojas y suciedad) de los cuerpos pesados (tallos) y es aquí donde se presentan ineficiencias y discrepancias debido a la escala y calidad utilizada. En el presente trabajo de grado se busca analizar mediante métodos numéricos un tambor separador de caña, el cual es una maquinaria propuesta para la solución del problema que presenta el corte mecanizado. Se trata de un sistema de mayor escala a comparación del que posee una cosechadora para expeler aire y separar las partes de la caña de azúcar, por ende, sigue el mismo principio de transportar mediante el fluido de trabajo, en este caso aire, la suciedad y las hojas. El trabajo de grado hará uso de la simulación CFD en combinación con la simulación DEM, para observar y analizar el comportamiento de la interacción fluido y elementos discretos, bajo el funcionamiento de la maquinaria propuesta. Cabe destacar que esta evaluación numérica busca generar un método de validar la eficiencia y funcionamiento de un tambor separador de caña, obviando el desprendimiento de los elementos y posibles residuos como lo es la suciedad o agentes diferentes a la caña de azúcar que se pueden incorporar en el proceso. Se usa un modelo de turbulencia basado en RANS para el análisis CFD, y un modelo de esfera blanda para elanálisis DEM.Publicación Acceso abierto Diseño de un dispositivo de sujeción autoajustable de piezas de trabajo para actividades de manufactura(Universidad del Valle, 2025) Chaves Arroyo, Cristhian Daniel; garcia melo, jose isidro; Rodriguez Pulecio, Sara AidaLas organizaciones industriales de transformación de materia prima continuamente ajustan sus procesos para incrementar la competitividad en un mercado dinámico y globalizado. En este sentido, los dispositivos de sujeción son elementos indispensables para la transformación de la materia prima en los sistemas de producción de bienes. Actualmente, aunque a nivel internacional se presentan diferentes opciones de dispositivos autoajustables que minimizan el tiempo de alistamiento y proceso de un producto de manufactura, a nivel regional por diferentes motivos, tales como: disponibilidad, economía, mantenimiento, entre otros, han impedido una integración de estas soluciones a los procesos productivos de manufactura. Ante este escenario, esta propuesta se centra en una síntesis de un mecanismo con múltiples cadenas cinemáticas que permitan el autoajuste de un dispositivo de sujeción para las actividades de manufactura de bloques de madera. Para esto, se ha planteado una metodología que integra la teoría de mecanismos y grafos planos en conjunto con herramientas computacionales para la síntesis de un mecanismo autoajustable de fijación. Como resultado, se presenta el desarrollo de tecnología de sujeción a nivel local con un aporte en la información relacionada con estos dispositivos. Adicionalmente, es propósito del desarrollo de esta propuesta aportar a nivel regional en la consolidación de un abordaje para la síntesis de mecanismos complejos que integren múltiples cadenas cinemáticas.Publicación Acceso abierto Evaluación de la eficiencia energética de una caldera moderna de biomasa por la incorporación de un secador de bagazo(Universidad del Valle, 2025) Ortega Aguilera, Santiago; Ospina Patiño, Andres Felipe; Jaramillo Pizarro, Guillermo AndrésLa industria azucarera tiene una variedad de subproductos como el bagazo, los cuales en los últimos tiempos presentan igual atención e importancia que la producción de azúcar. El bagazo es el subproducto obtenido después del proceso de molienda y es utilizado como combustible para las calderas, sin embargo, el bagazo presenta altos niveles de humedad, lo cual es un parámetro que afecta la eficiencia de la caldera. En este trabajo se realizará la evaluación de la eficiencia energética de una caldera al incorporar un secador de bagazo, donde primero se realiza la caracterización del bagazo (morfología y análisis próximo), seguido de la selección de un modelo matemático para el secado de bagazo, con el cual se dimensionará el secador a emplear junto con su sistema de transporte y recolección y por ultimo se aplicará un análisis energético basado en la norma ASME PTC 4 para evaluar las pérdidas de energía. Con esto se espera mejorar la eficiencia energética de la caldera además de brindarle a los ingenios azucareros una alternativa para reducir el consumo de bagazo empleado como combustible generando mayores ingresos por la venta de esta biomasa hacia otras industrias de manera sostenible y eficiente.Publicación Acceso abierto Diseño, construcción y evaluación de prototipos de caminador y muletas de guadua Angustifolia Kunth(Universidad del Valle, 2017) Acosta Fernández, Jurgen Stephan; García Alvarez, José Jaime; Buitrago, JaimeEn este proyecto se plantea el diseño y construcción de un prototipo reproducible de caminador y muletas elaboradas en latas de Guadua Angustifolia Kunth. La Guadua Angustifolia es un material de bajo costo, además la podemos encontrar distribuida como cultivo natural a través de toda la cordillera central y zona céntrica de Colombia. Por último, se propone la Guadua Angustifolia como material de elaboración, debido a su accesibilidad y sostenibilidad. De manera intrínseca se debe corroborar que la guadua tenga propiedades mecánicas adecuadas para lograr que este diseño cumpla con las características técnicas necesarias y garantizar la seguridad a una persona que decida libremente reproducirlas teniendo en cuenta los parámetros de diseño aquí presentados.Publicación Acceso abierto Verificación del diseño de un laminador en caliente para su construcción y puesta a punto(Universidad del Valle, 2017) Dávalos León, Juan Felipe; Rodriguez Pulecio, Sara AidaEl presente documento exhibe el desarrollo de un laminador de laboratorio que fue construido con base en un diseño preliminar con el que cuenta el grupo de Investigación de Fatiga y Superficies GIFS de la Escuela de Ingeniería Mecánica. El proyecto consistió en: la verificación del diseño en cuanto a resistencia mecánica a fluencia y a fatiga, a rigidez de los árboles de transmisión, al fenómeno de pandeo en las columnas, a la selección de acoples y mecanismos de transmisión y a la vida útil estimada en los rodamientos y elementos de sujeción; la compra de materiales e insumos dentro de la oferta local; la fabricación de cada uno de los elementos empleando diversos procesos de manufactura dentro de las instalaciones de la universidad, como por ejemplo el mecanizado por arranque de viruta; el ensamble de las piezas con la debida alineación y ajustes; la puesta a punto del equipo confirmando que funciona correctamente; y por último se definieron las condiciones de operación segura, con lo que se elaboraron los “Mapas de operación segura”, que relacionan todos los conceptos teóricos y parámetros de laminación con las pruebas en sitio, restringiendo el proceso de laminar dentro de unos valores límites que aseguran el buen funcionamiento del equipo y la integridad de los practicantes. El laminador se construyó con el fin de reforzar los conceptos de manufactura aprendidos en los cursos del programa de Ingeniería Mecánica y para que el grupo GIFS y grupos de investigación afines puedan caracterizar nuevas aleaciones de materiales en estudio. El laminador se puede trabajar en frío y en caliente hasta 400°C, con velocidades de laminación de máximo 26,4 m/min, con capacidad de carga de hasta 100 kN y con tasas de deformación de hasta 10 Hz. Los materiales que se pueden laminar se encuentran entre los considerados metales blandos y algunos aceros de bajo carbono, teniendo en cuenta que el esfuerzo de fluencia varía dependiendo de la temperatura a la que se encuentre el material, donde a mayor temperatura menor esfuerzo de fluencia.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un dispositivo experimental tipo turbina hidrocinética para bajos caudales(Universidad del Valle, 2025-09-22) Delgado Parra, John Harvy; del Risco Moreno, Efraín BaldemarLas fuentes de energía renovable (FER) han experimentado un notable incremento a nivel global en la producción de electricidad. En Colombia, la implementación de sistemas de energía hidrocinética ha despertado un gran interés, considerándose una opción prometedora para la electrificación rural en zonas que carecen de conexión a la red eléctrica pero disponen de recursos hídricos. Con este propósito, se desarrolló y evaluó experimentalmente un dispositivo tipo turbina hidrocinética diseñado para operar en bajos caudales. El diseño de este dispositivo innovador se basó en los principios físicos y operativos de las turbinas de Gorlov y de los hidrogeneradores de vórtice vertical. Para el rodete, se realizó una modificación del modelo Gorlov tradicional: a diferencia de estos, que mantienen un diámetro constante en sus extremos, el nuevo diseño presenta un diámetro máximo de 11,20 cm y un mínimo de 3,965 cm, resultado de un ángulo de conicidad de 15°. Como perfil aerodinámico de las palas se utilizó el NACA 0018, cuya conicidad influye directamente en el rendimiento hidrodinámico del sistema. La manufactura aditiva, específicamente la fabricación por filamento fundido (FFF), fue fundamental para la materialización del proyecto. Esta técnica permitió la elaboración precisa del prototipo mediante una impresora Creality Ender 3v3-Plus, empleando ácido poliláctico (PLA) como material base por sus propiedades mecánicas y facilidad de procesamiento. El dispositivo fue diseñado y construido para adaptarse a las dimensiones del canal abierto del laboratorio de fluidos e hidráulica de la Escuela EIDENAR de la Universidad del Valle, donde también se realizaron las pruebas de verificación y caracterización experimental. La evaluación experimental del dispositivo incluyó la toma de ocho puntos de medición, abarcando la determinación del torque mecánico para la estimación de la potencia, el aforo volumétrico del flujo de descarga y la velocidad angular del rodete. Se alcanzó una potencia global máxima de 0,4234 ± 0,00782 W y una eficiencia global máxima de 35,7% ± 0,0422% a 18,4045 ± 0,0210 rad/s. Además, se registró un coeficiente de potencia (CP) máximo local de 0,3737 ± 0,0097 y un coeficiente de torque (Ct) máximo local de 0,1131, a un coeficiente de velocidad de punta (λ) de 1,9977 ± 0,0066, con un torque máximo local de 0,0123 ± 0,0003 N·m a 17,6872 ± 0,0105 rad/s. Estos resultados demuestran la viabilidad del dispositivo como una solución potencial para la generación de energía hidrocinética en bajos caudales, constituyendo una base sólida para futuras investigaciones y mejoras.Publicación Acceso abierto Evaluación de la maquinabilidad del Inconel 600 en un proceso de torneado en seco(Universidad del Valle, 2025) Silva Cuero, Dardeny Yurney; Coronado, John; GUEVARA TORRES, JOSE JAVIEREl Inconel 600 es una superaleación a base de níquel y cromo que presenta excelentes propiedades mecánicas; sin embargo, su maquinado resulta altamente complejo debido a su tendencia al endurecimiento por deformación y a su baja conductividad térmica. En este trabajo se evaluó la maquinabilidad del Inconel 600 mediante un proceso de torneado en seco, utilizando una herramienta de carburo de tungsteno. Se variaron las velocidades de corte y se analizaron parámetros como la fuerza de corte, la temperatura de corte, el desgaste de la herramienta, la morfología de la viruta y el acabado superficial. Para la medición de las fuerzas de corte se empleó un dinamómetro conectado a un lector de deformaciones Model P3. La temperatura de corte se registró con un termómetro infrarrojo Raynger MX, y posteriormente se procedió a cilindrar una probeta de 100 mm en intervalos de 25 mm. El desgaste del flanco se evaluó de acuerdo con la norma ISO 3685, mientras que la rugosidad superficial se midió en las probetas mediante un rugosímetro Mitutoyo SJ–201P.Los resultados mostraron que la fuerza de corte y el endurecimiento por deformación aumentan significativamente a menores velocidades de corte. La menor fuerza registrada fue de 105,73 N a 80 m/min, mientras que la mayor alcanzó 256,12 N a 4 m/min, lo que evidencia un incremento de la deformación plástica y de los esfuerzos de cizallamiento en condiciones de baja velocidad. Asimismo, se observó un aumento progresivo de la dureza superficial, con un incremento máximo del 28,35% a 4 m/min. En cuanto al acabado superficial, la rugosidad aumentó al disminuir la velocidad de corte, alcanzando un valor máximo de 2,89 μm a 4 m/min y un mínimo de 1,83 μm a 80 m/min. La viruta generada fue predominantemente segmentada, presentando una mayor fragmentación a bajas velocidades. El desgaste del flanco fue considerablemente severo, observándose formación de borde de aporte (BUE, Built-Up Edge) y adhesión de material en todas las condiciones evaluadas. Estos resultados ponen de manifiesto la necesidad de emplear herramientas con recubrimientos y estrategias de corte optimizadas para mejorar la maquinabilidad de esta superaleación.Publicación Acceso abierto Herramientas para el análisis y diseño de controladores en Geogebra(Universidad del Valle, 2025-09) Isaza Arenas, Cristofer; Buitrago, José TomasEn el presente trabajo se ha creado una herramienta interactiva en GeoGebra centrada en el diseño de controladores PID a través de la aplicación de dos métodos clásicos ampliamente utilizados en ingeniería de control: la asignación de polos y el lugar geométrico de las raíces (LGR), tomando como referencia funciones de transferencia extraídas de publicaciones científicas. Se ha utilizado el lenguaje JavaScript para desarrollar una interfaz gráfica y un backend en Python usando la biblioteca SymPy para llevar a cabo cálculos simbólicos debido a las restricciones en la comunicación con el entorno CAS de GeoGebra. La herramienta creada permite que el usuario introduzca condiciones de diseño como el tiempo de establecimiento y sobre impulso para ver en tiempo real la ubicación de los polos y la respuesta temporal del sistema usando el primer método. Con respecto al segundo método, el usuario puede ingresar los parámetros del controlador y ver en tiempo real cómo se mueven los polos a medida que se incrementa la ganancia del sistema y observar el LGR junto con su respuesta temporal. Los resultados fueron comparados con herramientas profesionales como MATLAB y SISOTOOL y mostraron una coincidencia significativa en las respuestas. Esta solución evidenció que GeoGebra puede ser utilizado de manera efectiva y versátil tanto para propósitos educativos como para las fases preliminares de diseño en sistemas de control aunque no fuera originalmente diseñado para aplicaciones en automatización.Publicación Acceso abierto Desarrollo de una turbina biomimética en un hidrogenerador de cámaras de vórtice verticales(Universidad del Valle, 2025) Aguilar Ayala, Jimmy Esteban; Risco Moreno, Efraín Baldemar delEl impacto ambiental ocasionado por las fuentes no renovables de generación de ener- gía, tales como el carbón, el petróleo y el gas natural, ha impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles que contribuyan a mitigar el cambio climático. Por esta ra- zón, y considerando el potencial hidroeléctrico de la región, se desarrolló y evaluó experi- mentalmente un hidrogenerador de doble cámara de vórtice vertical. Este dispositivo pue- de llegar a consolidarse como una alternativa viable de generación eléctrica en un futuro cercano, principalmente en aplicaciones que involucren corrientes fluviales, y en menor medida, corrientes oceánicas. El dispositivo fue conceptualizado tras una cuidadosa revisión literaria, adaptando sus di- mensiones y características a las condiciones experimentales del Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad del Valle. El hidrogenerador emuló la forma hi- drodinámica de los peces, reconocida por minimizar la resistencia hidrodinámica, lo que le confirió un carácter biomimético. Además, se incorporó un rodete con inspiración en los álabes en J de turbinas eólicas y en las turbinas de Gorlov, utilizando un perfil aero- dinámico GOE623. Tanto el hidrogenerador como los rodetes fueron fabricados mediante impresión 3D con una Ender 3V3-Plus, utilizando filamento de PLA. Se realizó una evaluación experimental del dispositivo con once caudales. El torque mecá- nico osciló entre 0.0020 ± 0.0001 N·m (a 233.3 ± 0.1 RPM) y 0.0117 ± 0.0009 N·m (a 458.8 ± 0.1 RPM). La potencia generada varió de 0.0489 ± 0.0037 W (a 233.3 ± 0.1 RPM) hasta 0.5628 ± 0.0422 W (a 458.8 ± 0.1 RPM). La eficiencia hidráulica creció con la velocidad, partiendo de 0.0489 ± 0.0037% en la velocidad mínima y alcanzando un máximo de 43.02 ± 3.23% a 458.8 ± 0.1 RPM. Cada uno de los análisis dimensionales realizados identificaron 15 grupos adimensionales cada uno, mediante el teorema Pi de Buckingham. De estos se destacaron el coeficiente de potencia (Cp ), el coeficiente de torque (CT ), el número de Reynolds (Re ), el coeficiente de velocidad de punta (λ) y el coeficiente de caudal (χ), pues los demás permanecieron estáticos ya que dependían exclusivamente de condiciones geométricas constantes. Los resultados revelaron que CT aumenta con λ sin mostrar límite visible, mientras que Cp y η caen al aumentar Re , reportándose un mínimo de Cp de 0.03 ± 0.0045 durante las veloci- dades de operación más altas (atribuyéndose de manera probable a efectos de separación de flujo y disipación de energía); en contraste, ambos aumentan con χ, donde Cp alcanza 0.39 ±. Por otro lado, también se evidenció que Cp es creciente con respecto a λ. Los anteriores resultados validaron tanto la funcionalidad como la viabilidad del dispositi- vo, presentándolo como una alternativa limpia de generación hidroeléctrica, especialmen- te en aplicaciones de corrientes fluviales.Publicación Acceso abierto Análisis de la prefactibilidad técnico-económica de la implementación de un compresor de aire con fines comerciales(Universidad del Valle, 2025) Vargas Polanco, Luis Hernando; rosillo, miguelEl objetivo de este proyecto es analizar la prefactibilidad técnico-económica de un compresor de aire portátil, diseñado específicamente para el inflado de neumáticos, que logre una combinación efectiva de eficiencia, portabilidad y viabilidad de producción, cumpliendo con una presión máxima de 50 psig. Este estudio se centra en desarrollar un prototipo de compresor de aire de tipo reciprocante de doble efecto, utilizando un mecanismo de biela corredera para convertir el giro rotacional del motor en un movimiento lineal del pistón. Esto proporciona una solución práctica y accesible para inflar neumáticos, evitando la dependencia de estaciones de servicio. A través de un análisis detallado de materiales, se eligieron componentes como el acero al carbono 1020 para el mecanismo y el polipropileno para el pistón. Sin embargo, la elección de PLA para la carcasa no resultó viable debido a la porosidad que generó fugas de aire. El motor seleccionado operó a revoluciones más bajas de lo esperado, pero el modelo analítico indicó que el prototipo podría competir con los compresores comerciales en términos de eficiencia y costo. Además, el análisis económico mostró que, para lotes superiores a 100 unidades, el prototipo tiene un costo competitivo, siendo hasta un 60% más barato que los compresores comerciales. En conclusión, el prototipo es viable para avanzar a la etapa de factibilidad, con ajustes en los materiales y diseño para mejorar su desempeño.Publicación Acceso abierto Rediseño de una ayuda técnica multifuncional teleoperada para una producción en serie(Universidad del Valle, 2025) Delgado Peralta, Robert Steven; garcia melo, jose isidroTeniendo en cuenta la importancia del servicio de rehabilitación física de rodilla para todas las personas, se desarrolla una propuesta de rediseño para un ayuda técnica multifuncional teleoperada, con el fin de lograr una producción en serie del prototipo funcional de rehabilitación de rodilla que permita ensamblar una mayor cantidad de unidades del modelo. Para lograrlo, se desarrolla una metodología de trabajo integradora que permita consolidar conceptos previamente adquiridos en el programa y adquirir nuevos en el marco del desarrollo del proyecto. Como resultado del desarrollo de esta propuesta se consolidará un sistema de información que permitirá una posterior implementación de un modelo de ensamble en línea de producción para la nueva arquitectura de la ayuda técnica teleoperada.