Facultad de Ingeniería

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Predicción de datos para estimar el grado de polimerización en transformadores de potencia.

Aponte Mayor, Guillermo | 2019-12-03

El transformador de potencia es uno de los activos más importantes en cualquier sistema de interconexión eléctrico, por lo tanto; que reconocer su condición es importante en aspectos como: mantenimiento, reposición, adquisición de seguros y seguridad de los operarios. Se considera de gran importancia y pertinencia contar con las ayudas para procesar los resultados de las pruebas que se realizan sobre los transformadores y a partir de esas estimar su condición. El Grado de Polimerización es un indicador que a la fecha se considera el más acertado para estimar la condición de aislamiento sólido del transformador, valor que está asociado con la vida remanente del mismo. Como algunos de los datos para estimar el Grado de Polimerización, no se tienen directamente o de manera completa, es necesario hacer estimación de los mismos para poder hacer la evaluación de condición. Este proyecto, se desarrolló una metodología para predecir los datos requeridos para hacer una estimación del Grado de Polimerización, como un indicador de la condición técnica de los transformadores.

Estudio del efecto hidrodinámico y de transporte de energía radiante en el diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos solares.

Pinzón, María Helena | 2020-12-18

Las tecnologías de origen fotocatalítico capaces de emplear la luz solar natural en la descontaminación de aguas presentan una notable prospectiva como procesos altamente sustentables con el medioambiente. Sin embargo, aún hay muchos aspectos por desarrollar para que estas tecnologías alcancen un verdadero potencial como una solución real a problemas a gran escala en el tratamiento de aguas. Uno de los principales puntos que limita su progreso es la falta de modelos matemáticos y métodos de cálculo que aborden los problemas típicos de un enfoque de ingeniería contribuyendo a avances significativos en el marco del diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos, en particular aquellos con capacidad de usar la luz solar y de tratar grandes volúmenes de agua contaminada. Actualmente, la construcción y puesta en marcha de los reactores fotocatalíticos se basa esencialmente en información empírica obtenida por ensayo y error, con la consecuente inversión de recursos que ello implica. En este contexto, el objetivo general de este proyecto es establecer una metodología matemática genérica para la evaluación y optimización del diseño de reactores fotocatalíticos solares que incorpore los efectos del transporte de radiación y de las propiedades ópticas del fotocatalizador.

Modelamiento de datos de cáncer usando distribuciones de probabilidad no convencionales.

Tovar Cuevas, José Rafael | 2020-01-20

Se realizó una revisión literaria de antecedentes que estuvieran involucrados con metodologías estadísticas para modelar datos de supervivencia considerando distribuciones censuradas y no censuradas, donde se observó que varios autores proponen familias de distribuciones sin considerar la presencia de censura en los datos, a excepción de uno de los artículos citas dentro el proyecto, en el cual los mecanismos de censura que asumieron fueron por la izquierda y por la derecha Tipo I, distintos al tipo de censura planteados eb este trabajo. Se ideó recurrir a modelos paramétricos más flexibles en relación con el comportamiento de la densidad y las funciones de la tasa de riesgo Se incluyó la obtención de la expresión analítica de la función de riesgo de una de las distribuciones estudiadas (Levy estándar. Por medio de la simulación, en la cual, se llevó a cabo la estimación de parámetros con base en el método de máxima verosimilitud, y utilizando procedimientos propios paradigma bayesiano, donde la estimación se obtuvo usando técnicas de Monte Carlo vía Cadenas de Markov (MCMC), se estimaron dos de las funciones más importantes del análisis, la función de supervivencia s(X) y la función de riesgo h(x), como también, se obtuvo la estimación no paramétrica de la supervivencia basada en el estimador de Kaplan - Meier (KM); el cual fue útil para comparar posteriormente su curva, con aquella función WOR s(x) asociada al modelo paramétrico respectivo. Se propone una metodología que permita modelar los tiempos de supervivencia con censura por la derecha usando distribuciones no convencionales que consideran la asimetría o valores extremos.

Reactividad a la combustión carbón biomasa en una caldera de generación de vapor a nivel industrial.

Barraza, Juan Manuel | 2020-02-04

El proyecto se enfocó en resolver la siguiente pregunta: ¿las mezclas de carbon - bagazo son reactivas a la combustión produciendo bajos niveles de carbono no quemado en las cenizas volantes y de fondo de las calderas, lo cual afecta su eficiencia? La respuesta a la pregunta es: la eficiencia de las calderas en los procesos de combustión de combustibles sólidos está estrechamente relacionada con la morfología de los carbonizados producidos, que representa a etapa dominante de la combustión. En el caso de las mezclas carbón-bomasa, nos e ha realizado una caracterización del proceso de carbonización y por lo tanto, se desconoce el rol de cada componente de la mezcla en la morfología de los carbonizados y sobre su reactividad a la combustión. De igual manera, no se tiene información de la influencia de las impurezas del carbón sobre la reactividad de las mezclas. la material mineral asociada al carbón participa como un componente de la mezcla carbón-biomasa, que puede afectar de forma directa la morfología de los carbonizados y en consecuencia, la eficiencia de la combustión

Evaluación de alternativas para la disminución del consumo eléctrico en la degradación de diclofenaco por procesos avanzados de oxidación.

Acuña Bedoya, Nilson David | 2020-01-17

En la actualidad se ha evidenciado en los cuerpos de agua la presencia de diversas sustancias contaminantes y muchos de sus efectos adversos han sido ampliamente estudiados, por lo que la disposición de muchos compuestos como aquellos proviene de la minería, los fármacos, la agricultura y la industria química se encuentra regulada y restringida hoy en día. Se ha ensayado diversas alternativas para degradar y mineralizar muchos de estos contaminantes y, hasta ahora, se ha logrado alcanzar altos porcentajes de mineralización (superior a 90% en peso) empleando procesos avanzados de oxidación (PAOs) entre los que se destacan la electro-oxidación con electrodos de diamante dopados con boro (BDD) y la ionización convencional. No obstante, los altos consumos eléctricos reportados para estas técnicas, hasta 25kwh m-3, son prohibitivos. Así mismo, la ionización convencional mineralizada los complejos de cianuro débiles, pero no los fuertes como sucede con el ion hexacianoferrato (III); además, la baja solubilidad del ozono en agua (cerca de 2 ppm) hace que la ozonización convencional sea energéticamente ineficiente; lo anterior hace que en la actualidad la aplicación de las alternativas señaladas sea económicamente inviable. La principal causa del excesivo consumo eléctrico de estas técnicas está relacionada con las bajas concentraciones que suelen alcanzar los contaminantes emergentes en los cuerpos de agua. En el presente estudio se ensayó la alternativa de emplear carbón activado como agente coadyuvante para concentrar el contaminante por adsorción y combinarlo con los procesos convencionales de electro-oxidación con BDD y con ionización buscando disminuir el consumo eléctrico.

Programación de proyectos de infraestructura vial en contratos de obra pública considerando riesgos.

Rivera Cadavid, Leonardo | 2018-08-16

Los proyectos de construcción de vías suelen sufrir complicaciones durante su desarrollo, existen diferentes grupos de interesados y son afectados por otros factores tanto internos como externos a él. Como resultado del impacto de diferentes riesgos, los reprocesos, suspensiones, demoras y sobrecostos son comunes durante la fase de construcción. La consecuencia final sobre el proyecto es difícil de prever y puede ser de tal magnitud que incluso el proyecto puede terminar en conflictos, controversias o procesos judiciales, lo que ya representa una tendencia no sólo en Colombia. En Colombia, los desfases en tiempo y costo en los proyectos de construcción de vías son frecuentes y a pesar que ya se consideran algo usual, son objeto de estudio de diferentes entidades. Varios diagnósticos de proyectos individuales han identificado causas como la falta de detalle en la planeación y programación, problemas en la toma de decisiones durante la ejecución y poca o inexistente identificación y tratamiento de los riesgos potenciales. De acuerdo con los anteriores elementos, el proyecto abordó la siguiente pregunta de investigación: ¿Cuál debe ser la forma de programación y control del tiempo en proyectos de infraestructura vial por obra pública teniendo en cuenta los riesgos inherentes en este tipo de proyectos en el Departamento del Valle del Cauca?

Modelamiento, simulación y análisis termodinámico de equipos, operaciones y procesos de secado de productos agroalimentarios.

Gómez Daza, Juan Carlos | 2019-03-04

Los países necesitan optimizar el aprovechamiento de sus recursos y Colombia debe empezar a tener políticas claras en cuanto el uso racional de la energía y a la vez incrementar la producción de alimentos de buena calidad con un tiempo de vida útil aceptable dentro de los parámetros internacionales. Objetivos General: Modelar, simular y analizar energéticamente equipos, operaciones y procesos de secado. Objetivos específicos: 1. Modelar y simular el proceso de secado asistido por bomba de calor modificado, para mejorar su desempeño. 2. Evaluar mediante simulación las condiciones del compresor del circuito de la bomba de calor original y modificado. 3. Rediseñar la cámara de secado del secador asistido por bomba de calor modificado. 4. Determinar las condiciones de operación de diferentes procesos de secado, tales como humedad relativa (temperatura), velocidad del aire y espesor de la muestra que permitan obtener mayores valores de DE, MER, SMER, DR y menores valores de SEC. 5. Evaluar desde el punto de vista termodinámico y validar energética y exergéticamente procesos de secado disponibles en Univalle y Uniandes. Metodología objetivos específicos 1, 2 y 3: Se realizaron experimentos computacionales para determinar el efecto de la humedad relativa del aire sobre el contenido de humedad final del material. Se escogieron modelos básicos de la literatura (algunos reportados por el investigador principal de UV) para las condiciones de frontera. Se utilizó el paquete computacional ANSYS para el trabajo de pregrado, y STAR CCM+ para los trabajos de posgrado, ejecutados en máquinas virtuales disponibles en la Universidad de los Andes. Para validar la respuesta obtenida, se realizó un análisis de sensibilidad al mallado, el cual permitió confirmar el ajuste de los modelos. Se confirmó la independencia del resultado respecto al mallado, se procedió a aumentar el grado de detalle del modelo, logrando simular la cámara de secado en 3D.

Extracción y purificación de compuestos bioactivos presentes en el fruto de papaya mediante las tecnologías de extracción y adsorción.

Rodríguez de Stouvenel, Aida | 2019-06-19

Los compuestos bioactivos están presentes en diferentes cantidades en los vegetales, los cuales son de importancia en la salud humana, por sus reconocidos efectos antioxidantes. La papaya (Carica papaya L), posee diversidad de estos compuestos, los cuales están distribuidos en las diferentes partes del fruto. Sin embargo, la obtención de esos compuestos a partir de las diferentes de la planta presenta varios desafíos, relacionados inicialmente con la extracción, la cual debe ser económica, rápida y con altos rendimientos, extractos que a continuación es necesario purificar y enriquecerlos o concentrarlos para que tengan una actividad antioxidante eficaz. Por lo que el objetivo general de esta investigación fue evaluar el desempeño de las tecnologías de extracción y purificación de polifenoles y flavonoides presentes en el epicarpio, pulpa y semilla del fruto de papaya. En la etapa de extracción se utilizó una tecnología de extracción asistida con ultrasonido, empleando agua como solvente y se realizó la adsorción con resinas poliméricas para purificar los compuestos bioactivos. En la extracción asistida con ultrasonido se evaluaron los factores relación sólido:solvente, temperatura, porcentaje de amplitud del ultrasonido, tipo de solvente y tamaño de partícula de las muestras, con el fin de maximizar la extracción de polifenoles, flavonoides y la actividad antioxidante del fruto de papaya. A continuación, con el extracto más promisorio, se realizó una adsorción por lotes, evaluando la capacidad de adsorción de polifenoles y flavonoides de cuatro resinas a diferentes temperaturas, así como también, el solvente empleado en la desorción por lotes. A partir de los datos de adsorción y desorción por lotes se encontró la resina con mayor afinidad a los compuestos fenólicos, con la cual se realizó la adsorción en columna de polifenoles y flavonoides. Con las columnas de adsorción de lecho fijo se evaluó la velocidad de flujo y tiempo total de adsorción. El estudio experimental incluyó el ecoproceso secuencial e integrado de las etapas de extracción con ultrasonido y la adsorción en las resinas. Los resultados de la extracción asistida con ultrasonido permitieron establecer que la parte de la fruta de papaya con mayor porcentaje de actividad antioxidante, polifenoles y flavonoides fue el epicarpio, valores que fueron mayores a los reportados en literatura. También fue evidente un efecto positivo con la aplicación de ultrasonido, permitiendo obtener porcentajes de rendimiento de extracción mayores al 70% tanto para polifenoles y flavonoides extraídos de epicarpio. La resina XAD4 y mezclas etanol-agua al 60% presentaron los mayores porcentajes de adsorción y desorción de polifenoles y flavonoides, respectivamente. La integración de la extracción y adsorción continua permitió enriquecer 4 veces más el extracto inicial en la cantidad de polifenoles y flavonoides. De esta manera se consiguió obtener fracciones con alto contenido de compuestos bioactivos mediante un proceso ecoamigable con bajo consumo de tiempo y energía.

Aerogeles de nanosílice para recubrimientos superaislantes ecosostenibles.

Delvasto Arjona, Silvio | 2019-06-28

En esta investigación se obtuvieron partículas de nanosílice, hidrogeles, xerogeles y aerogeles silíceas a partir de un residuo agroindustrial (cascarilla de arroz), a través de un tratamiento termoquímico, una síntesis sol gel y secado supercrítico. Los procesos seguidos se diferencian de los métodos convencionales porque la materia prima es un desecho agroindustrial, la cascarilla de arroz, y no emplean reactivos de elevada toxicidad y costo como los alcóxidos metálicos. La fase experimental fue desarrollada en los laboratorios del grupo Materiales Compuestos y en el laboratorio del Grupo de Termodinámica Aplicada y Fluidos Supercríticos para obtener las aerogeles mediante una fase final de secado supercrítico. Se obtuvo y caracterizó una ceniza de cascarilla de arroz (CCA) óptima mediante un tratamiento termoquímico de la CA. Se obtuvieron dos precursores silíceos de silicato de sodio (SS), el primero SS1 (por calcinación de la CA) y el SS2 (obtenido directamente de la CA mediante un tratamiento químico). Se obtuvieron hidrogeles silíceos a partir de la cascarilla de arroz con 14 días de gelificación y con una resistencia mecánica capaz de soportar el secado supercrítico y con una apariencia traslúcida. Se hizo una combinación de tratamientos hidrotermales y de sol-gel que permitieron un mayor control de la porosidad final. Los materiales y reactivos implicados en el proceso fueron, entre otros: H2SO4, TEOS, CO2, N2, TEPA, HCl, Etanol, CETAB, etc. La síntesis seguida es un proceso amigable al ambiente con parámetros de operación económicos, tales como bajos tiempos de envejecimiento (no superiores a las 18 horas) y una temperatura de gelificación de 25 oC. Se obtuvieron aerogeles silíceas con una densidad de 0,08 g/cm3 y un volumen de poros del 96 %, comparable a las aerogeles obtenidas por precursores tóxicos y costosos como el TMOS y TEOS. Las xerogeles obtenidas mostraron una capacidad de fisiadsorción importante del CO2 debido a su elevado valor de área específica (AE) con valores superiores a los 40 mg CO2/g ads obtenido en la termobalanza, un resultado similar a capacidades de captación de materiales sintéticos como el SBA-15. El método planteado para el intercambio de solvente fue efectivo al poder realizarse un secado supercrítico con CO2, que permitió obtener aerogeles silíceas con una densidad de 0,08 g/cm3 y un volumen de poros del 96 %, comparable a las aerogeles obtenidas por precursores tóxicos y costosos como el TMOS y TEOS. La aplicación de nanosílice (nS) en morteros de cemento portland generó en estos valores resistente superiores en un 30% en edades tempranas, siendo la muestra con 0,5 de adición con mejores resistencias a los 7 días de curado, en comparación con morteros sin adición. También fue posible emplear microsílice obtenida del proceso químico como material de recubrimiento. La principal característica evaluada fue la conductividad térmica presentando una reducción del 45,8% respecto a la placa sin recubrimiento, con lo cual se comprobó su propiedad de aislamiento térmico.

Evaluación de una laguna algal de alta tasa - LATAL, en condiciones tropicales, para la eliminación de compuestos farmacéuticos presentes en el efluente de una planta de tratamiento de aguas residuales.

Madera Parra, Carlos Arturo | 2019-11-01

Teniendo en cuenta la evidencia de la presencia de micro contaminantes en el agua en la ciudad de Cali, se planteó el presente proyecto cuyo objetivo fue el de evaluar el desempeño de una laguna algal de alta tasa (LATAL), a escala piloto, en condiciones del trópico americano, para la eliminación de compuestos farmacéuticos de los grupos analgésicos, antiinflamatorios, hipolipemiantes, antiepilépticos y tranquilizantes. La LATAL fue operada como un tratamiento secundario, por lo que fue ubicada a la salida de PTAR-C. Se diseñó para tratar un caudal de 0.2 m3 d-1, tres (03) días de tiempo de retención hidráulico (TRH) y se le instaló una rueda de paletas a la entrada con una velocidad de 5 RPM. Se tomaron 16 muestras a la entrada y salida de la LATAL (una semanal) para la determinación de compuestos farmacéuticos a través de HPLC/MS-MS y se midieron parámetros in situ como pH, temperatura, oxígeno disuelto (OD), potencial REDOX (ORP), radiación solar y conductividad, además de clorofila-a y DQO. Adicionalmente, se realizaron bio-ensayos a escala de laboratorio con el fin de evaluar la acción de las microalgas en la eliminación de ibuprofeno. En la LATAL se encontraron eficiencias de eliminación altas (>70%) para los compuestos ácido fenofíbrico, ibuprofeno y paracetamol, medias (30-70%) para gabapentina, lamotrigina, fenofibrato, gemfibrozilo, diclofenaco, ketoprofeno, naproxeno y pentoxifilina y bajas (<30%) para la carbamazepina y su metabolito 10,11-Dihidro-10,11-dihidroxicarbamazepina (CBZ-Diol). Estos resultados del presente trabajo son cercanos a los reportados en otros estudios, pero con un TRH menor, lo cual deja entrever que las condiciones ambientales del trópico favorecen la fotodegradación y contribuyen al desarrollo de las microalgas y el proceso de biodegradación. Las eficiencias de eliminación se reflejan en una reducción porcentual de la amenaza ecológica (> 50%) para la mayoría de los compuestos estudiados. Adicionalmente, se realizaron ensayos a escala de laboratorio usando la cepa pura de P. Kessleri, con el objetivo de determinar la capacidad de remoción, respuesta de crecimiento y clorofila a una exposición de 1000 μg/L y 16000 μg/L de ibuprofeno, en tres tiempos de exposición (12, 48, 96h). Los resultados mostraron inhibición del crecimiento de P. Kessleri, como una respuesta inmediata a la exposición de ibuprofeno (12 h). A 48 h, la recuperación tanto del crecimiento como de la clorofila a indicaron la tolerancia de la microalga al ibuprofeno, en la dosis más baja. En 96 h, se presentó inhibición parcial y disminución de clorofila a con la dosis de 16000 μg/L, debido a que con concentraciones más altas en tiempos prolongados se genera mayor estrés. Además, se encontró que la mejor remoción de ibuprofeno (46.4%) fue con la dosis más baja y a 12 h de exposición.

Estudio del efecto de la variabilidad climática y el cambio de uso del suelo en la soberanía alimentaria de una comunidad del litoral pacífico vallecaucano.

Baquero Montoya, Olga Lucía | 2018-05-11

Aunque en el siglo XXI la agricultura sigue siendo motor para el desarrollo, se han implementado modelos de desarrollo rural basados en la industrialización de los recursos naturales, que promueven la degradación de los suelos con la implementación de sistemas productivos intensivos, y el crecimiento de monocultivos altamente vulnerables a los cambios del clima. En un país como Colombia, considerado como uno de los más sensibles a eventos climáticos extremos, por efecto del Cambio Climático (CC) y la Variabilidad Climática (VC), y en donde el porcentaje de pobreza en la zona rural alcanza el 65,2%, este tema cobra mayor relevancia, y pone entre dicho su capacidad para garantizar la Soberanía Alimentaria. El Valle del Cauca es un departamento con gran potencial económico y riqueza natural, sin embargo, las oportunidades están distribuidas de manera inequitativa; ser del centro o del norte, afro o mestizo, campesino o poblador urbano implica tener opciones de realización diferentes. Subregiones como la Pacífica cuentan con Índices de Desarrollo Humano que indican uno de los mayores niveles de pobreza en el país. Un diagnóstico preliminar de esta subregión evidencia una gran problemática por conflicto de uso de las tierras por sobreutilización, que han llevado a la pérdida de la capacidad productiva de la tierra, a la generación de pobreza y al desplazamiento hacia los centros urbanos cercanos, acrecentando el problema de desempleo y estados de violencia inimaginables. Considerando lo anterior, se hace necesario implementar una visión holística e interdisciplinaria para resolver los problemas del Pacífico Vallecaucano, bajo un nuevo paradigma de desarrollo agrícola, uno que promueva formas de agricultura más biodiversas, resilientes y socialmente justas. Bajo este contexto, el Grupo de Investigación IREHISA de la Universidad del Valle realizó un estudio del comportamiento a través del tiempo de la soberanía alimentaria del municipio de Restrepo en el Valle del Cauca, por medio de indicadores que involucran la VC y los cambios de uso del suelo. Se evaluaron las tendencias de precipitación y temperatura para detectar los cambios en el comportamiento y la variabilidad del clima; a través del uso de sensores remotos y técnicas de detección se obtuvo la trayectoria de uso del suelo en tres puntos de tiempo en el periodo 1972-2015. Evidenciando que en Restrepo se aprecia un gran cambio hidroclimático determinado especialmente en lo local por los cambios de uso de suelo; el cambio más abrupto de coberturas en el lapso estudiando (1976-2015) es de bosque a monocultivo de árboles, de bosque a suelos desnudos y de bosque o café a piña. Además, las consultas con los campesinos permitieron hallar información que la pérdida de los campesinos de su capacidad para decidir los aspectos relacionados con su sistema agroalimentario. Estos resultados son el insumo principal para analizar la evolución de la soberanía alimentaria, que servirán de punto de partida para posteriores investigaciones o para que tomadores de decisiones planeen y desarrollen políticas, que permitan enfocar esfuerzos para dar solución a los problemas ambientales y socioeconómicos de la región del litoral pacífico colombiano.

BIOMODE : Biomechanical Modeling of Deglutition.

Collazos Pino, Argemiro | 2019-03-07

Deglutition or swallowing is the process in which, coordinate motion of several muscles transport the food bolus, from the oral cavity to the low esophageal sphincter. This process is composed by several stages such as food bolus preparation, propulsion, pharyngeal and esophageal stages. In general, any physiological or pathological affection to this coordinated process is known as dysphagia, and it is associated with stroke survivors, Parkinson, multiple sclerosis, and in general aged related diseases. Dysphagia severely affects the life quality of the patient and can cause death, mainly to the effects of food bolus aspiration (aspiration pneumonia). This research was done in collaboration with GIPSA-LAB, who work under the macro project “eSwallHoome”, funded by the French Agence Nationale de la Recherche (FANR) The research has as the main objective to study and explain the mechanisms of breathing and swallowing via in vivo, in vitro and in simulacra approaches. The project Biomechanical modeling of deglutition (Biomode) is focused on modeling the behavior of food bolus during the swallowing process. This project aimed to contribute to the understanding of the physical phenomena underlying swallowing. Particularly, this project developed tongue’s elastic models and simplified models related with the interaction of a liquid, Newtonian food bolus and the oral cavity during the oral propulsion stage. The approach of the study was both experimental and computational. The highlights of the project included: 1. Mechanical models of tongue’s motion and deformation based on hyperelastic muscle’s properties. 2. Numerical tools for the simulation of large displacement models coupled with nonlinear elastic materials that would potentially describe the fluid structure interaction during oral propulsion stage and also compare the results with experimental data taken from a simplified bench and 3. Generation of simplified dimensionless models of oral propulsion stage based on the interaction between a Newtonian fluid food bolus and the physiological accurate tongue’s dynamics, responsible for oral propulsion. During the project, GIPSA-Lab/TIMC-IMAG laboratories from Grenoble and Nicolas Hermant from Universidad del Valle, developed a full 3D nonlinear elastic model using finite element method and high displacement models of human tongue biomechanics. Also, a basic fluid structure interaction with Newtonian fluid and a nonlinear latex membrane with high displacement model was implemented in ANSYS® Workbench. Finally, two novel simplified dimensionless models for estimation of fluid/tongue interaction load as function of flow regime and fluid food bolus properties were proposed.

Minimización de los efectos causados por desequilibrio de carga y armónicos, mediante la variación de la puesta a tierra del neutro del devanado del estator en turbogeneradores.

Díaz Martínez, Harold José | 2019-11-01

La mayoría de los procesos de cogeneración de energía en la industria se llevan a cabo utilizando turbogeneradores. Estas máquinas se caracterizan por tener un rotor macizo, con dimensiones geométricas relativas, de gran longitud axial respecto al diámetro; por lo tanto, poseen bajo momento de inercia. En las plantas de cogeneración la carga se halla muy cerca al alternador, y la conexión es directa o a través de un transformador al barraje de alimentación, y por lo regular, este tipo de plantas tiene cargas desequilibradas en magnitud, generalmente con alto contenido armónico, las cuales crean torques parásitos y calentamiento adicional en las máquinas rotativas. Con el tiempo, el calentamiento continuo conlleva varios efectos como la creación de fuerzas de fricción entre las partes en contacto por efecto de dilataciones y a la variación de las propiedades fisicoquímicas del aislamiento, reduciendo el nivel de rigidez dieléctrica y desarrollando descargas parciales. Los torques parásitos debidos a los armónicos, producen vibraciones mecánicas de las partes y en general la maquina tendrá baja eficiencia, que junto al calentamiento reducen la vida útil de la planta. Los devanados del estator normalmente están conectados en “Y” y el punto neutro de la conexión se conectan eléctricamente a tierra a través de una de las siguientes opciones: 1) circuito de baja resistencia, 2) circuito de alta resistencia, 3) circuito de baja inductancia, 4) circuito resonante, 5) circuito hibrido y por último se tendrán los casos de neutro flotante sin conexión a tierra. En este estudio se analizan las primeras cuatro opciones de conexión y como se evalúa la opción 5 hibrida como consecuencia de las anteriores. Las conexiones del neutro a tierra de los generadores tienen aplicación cuando la maquina atiende cargas eléctricas desequilibradas en sus fases a frecuencia nominal, que elevan el potencial eléctrico del neutro de la máquina respecto al potencial de tierra. Esta situación empeora en los casos de tener armónicos circulando por las fases.

UNIVALLE EN SUS MANOS. Un Geoportal de la Universidad del Valle.

Rincón Romero, Mauricio Edilberto | 2018-01-30

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.

Sistema aéreo autónomo para el mapeo del contenido de nitrógeno de un cultivo usando microsensores espectrales.

Rosero García, Esteban Emilio | 2019-11-05

El desarrollo de nuevas técnicas y tecnologías en agricultura ha permitido un mejoramiento substancial de la productividad del sector agroindustrial en cultivos de gran escala. Estas técnicas y tecnologías también pueden incrementar la competitividad y productividad de pequeños agricultores optimizando el rendimiento y maximizando la calidad de los productos. Colombia es un país de vocación fundamentalmente agrícola, con una necesidad real de mejorar la eficiencia y los índices de productividad para competir en los mercados nacionales e internacionales. Además de las nuevas tecnologías ligadas directamente a la agronomía, a la biología y la química, existen hoy técnicas ópticas y electrónicas que combinadas, permiten el seguimiento espacial y periódico de los cultivos, a través del sensado remoto, con el subsecuente beneficio de disponer de información confiable y en tiempo real que facilite la trazabilidad y el manejo adecuado de los sistemas productivos agrícolas. Sin embargo, la aplicación de este tipo de nuevas técnicas es l imitada por las condiciones geográficas del sector agrícola (alta nubosidad, tierras escarpadas, etc.) y la precaria situación socioeconómica en Colombia, que hacen que el censado remoto satelital o aerotransportado tenga muchas limitaciones por su falta de disponibilidad real, alto costo y complejidad operativa. Una aplicación potencial del sensado remoto, que hasta el momento está sin desarrollar en la región, es la que utiliza en combinación microsensores espectrales y plataformas aéreas autónomos de baja altitud, con el objetivo de conformar programas preventivos bajo el concepto de agricultura de precisión, al detectar tensiones ambientales como deficiencias nutricionales; con ello, es posible diagnosticar a tiempo y asegurar la calidad y cantidad de la producción por área cultivada, independiente de la configuración geográfica de una zona. Dado el desarrollo de los últimos años en microsensores óptico-electrónicos y plataformas aéreas autónomas, el propósito de este proyecto es desarrollar un sistema aéreo autónomo, integrado con microsensores espectrales, para mapear el contenido de nitrógeno de un cultivo específico, en condiciones experimentales. Los resultados esperados de este proyecto son: una plataforma aérea autónoma integrada con microsensores espectrales para el monitoreo de un cultivo, un sistema de gestión y planificación de vuelo del sistema autónomo para la captura georreferenciada de datos del cultivo, la definición de bioindicadores espectrales de contenido de nitrógeno del cultivo y su correlación con parámetros propios del cultivo y una metodología para el procesamiento, análisis y presentación de información del comportamiento espectral sobre un área de cultivo definida.

Plataforma de realidad virtual para soportar el proceso de rehabilitación humana.

Rosero García, Esteban Emilio | 2019-07-19

La marcha humana se puede afectar por accidentes cerebrovasculares, patologías neurológicas, distrofias musculares, lesiones en la médula espinal o el debilitamiento por envejecimiento. Esto disminuye drásticamente la calidad de vida del afectado al reducir su capacidad de locomoción y si independencia y tiene implicaciones económicas debido a los largos periodos de recuperación. La rehabilitación de la marcha mediante la terapia convencional presenta limitaciones para garantizar una práctica consistente de la actividad; las múltiples repeticiones se vuelven tediosas para el paciente perdiendo interés y consistencia en su ejecución. También por la mediación subjetiva de la condición del paciente y sus logros, lo que no me permite dar una conclusión precisa de la evolución en el tratamiento. El análisis de la marcha humana estudia el proceso cinemático que ocurre al caminar. Conocerlo en detalle facilita el diagnóstico, tratamiento, seguimiento e implementación de métodos de rehabilitación en patologías asociadas con el movimiento. El análisis se basa en la descripción y en la cuantificación de la variación de los desplazamientos del centro de masa del cuerpo y los centros de giro de las articulaciones, información que permite, obtener los diferentes parámetros de la marcha. Los sistemas tradicionales para la medición de los parámetros de la marcha se basan en métodos heurísticos o en tecnologías robustas pero muy costosas. En este proyecto se desarrolló una plataforma de realidad virtual para soportar el proceso de rehabilitación de la marcha humana. La plataforma consta de un sistema de instrumentación que utiliza sensores portables de bajo costo y comunicación inalámbrica para la adquisición en línea de los parámetros de la marcha; la instrumentación alimenta a su sistema de gestión del proceso de rehabilitación, que permite al fisioterapeuta medir la efectividad y el desempeño de la intervención y se integra el análisis de la marcha a un ambiente de realidad virtual en el que se anima un avatar quien duplica los movimientos del paciente, esto abre un universo de aplicaciones, donde el ambiente virtual de un lado provee de biofeedback al paciente y de otro, convierte la terapia en una actividad lúdica retadora y motivadora para su proceso de rehabilitación.

Monte Redondo : transiciones hacia la paz.

Vélez Torres, Irene | 2018

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.

Significación y alcance de los mecanismos de participación ciudadana en temas ambientales para el municipio de Santiago de Cali.

Vásquez Avellaneda, Diana María | 2019

La articulación lógica entre lo global y local supone la necesidad de analizar y pensar los problemas ambientales desde lo global, pero actuar conforme a las realidades del entorno local; bajo este postulado, el Área de Gestión Ambiental de la Universidad del Valle a través del Observatorio de Conflictos Ambientales Urbanos OCAU, analiza la participación ambiental como proceso continuo que se erige en un requisito indispensable para alcanzar la sostenibilidad. Por ello, se estudiaron los mecanismos de participación ciudadana para asuntos ambientales consagrada en ley 99/93, mediante los cuales tanto el individuo como el colectivo pueden actuar y pronunciarse ante situaciones que dañen o puedan afectar el entorno a causa de la acción u omisión proveniente del Estado o de los particulares. A través de un estudio empírico se analizó de manera cuantitativa y cualitativa que la viabilidad de la participación ambiental exige del conocimiento formal y material de los mecanismos para lograr el empoderamiento de los actores que les permita un cambio de actitud para la prevención de conflictos ambientales y coadyuvar en el acceso a la justicia ambiental. Para el Municipio de Santiago de Cali es un reto promover espacios de participación ambiental; se constató que solo a través de la participación-acción se consolidan escenarios que hacen posible la protección al ambiente sano.

Desarrollo de un modelo ecológico del flujo de energía para el análisis de los procesos de descontaminación de un ecosistema acuático construido.

Peña Varón, Miguel Ricardo | 2016

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).

Análisis del comportamiento a la fatiga de un acero inoxidable martensítico térmico de nitruración y recubrimiento por HVOF.

Coronado Marín, John Jairo | 2019

Actualmente en la industria de turbo-maquinaria se vienen utilizando estrategias para aumentar la resistencia a fatiga y para mitigar el desgaste erosivo por cavitación y por partícula dura de componentes mecánicos. En este proyecto se caracterizó el comportamiento a fatiga rotativa por flexión pura en agua de un acero usado en turbo maquinaria con dos tratamientos termoquímicos y un recubrimiento. Como sustrato se usó el acero inoxidable martensílico 13Cr -4 Ni equivalente al grado CA6NM de la norma ASTM A743. Se aplicaron tratamientos superficiales como: nitruración por plasma, nitrocarburación en baño de sales y recubrimientos de carburo de tungsteno (WC10Co4Cr) aplicado por rociado térmico.