ISSN (ONLINE): XXXX

Transcripción

ISSN (ONLINE): XXXX

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ISSN (ONLINE):
XXXX
PROCEEDINGS CIIMCA 2015
Edited by
Rolando Guzmán López Ph. D
[email protected]
Aduljay Remolina Millán Ph. D
[email protected]
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
Facultad de Ingeniería Mecánica
Km 7 Vía Piedecuesta
Book title:
Program and abstracts book
2nd International Congress of Mechanical Engineering and Agricultural Science 2015
Publisher:
Universidad Pontificia Bolivariana- Seccional Bucaramanga
Autopista Piedecuesta Km 7
Floridablanca. Colombia.
Tel: +(577) 6796220
Editor:
PhD. Guzmán Lopéz, Rolando
PhD. Remolina Millán, Aduljay
Designer:
PhD. Guzmán Lopez , Rolando
Printer:
Litografía CORONA
Cra. 16 No 41-71 y 41-62
PBX: 6424160
Bucaramanga. Colombia
Printed, Fecha XXXX
Edition:
20 copies
2nd International Congress of Mechanical Engineering and Agricultural Science 2015
Program and Abstracts Book / 2nd International Congress of Mechanical Engineering
and Agricultural Science -CIIMCA 2015 - , October 7 - 9th, Bucaramanga, Colombia;
[organized by] Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Bucaramanga,” Faculty of
Mechanical Engineering; [Designer: Rolando Guzmán], Bucaramanga: Litografía CORONA.
ISSN (Print): 2382- 3305 / ISSN (Online): xxxxxxx
Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Bucaramanga
Autopista Piedecuesta Km 7
Floridablanca. Colombia.
Tel: +(577) 6796220
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CONTENTS
INTRODUCTION ................................................................................................................ 1
CONGRESS TOPICS ........................................................................................................ 2
ORGANIZING COMMITTEE ............................................................................................ 4
GUEST SPEAKERS .......................................................................................................... 6
CIIMCA 2015 SCHEDULE .............................................................................................. 12
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INTRODUCTION
The second international congress of mechanical engineering and agricultural science
(CIIMCA 2015) looks forward to exchange new scientific knowledge on several
fundamental areas to promote the interaction between professionals from academia, industry
and government, not only from Colombia but other countries around the globe. This event is
a great opportunity to discuss issues of common interest, to exchange ideas and to establish
highly valuable relationships with a global research community.
It is with this in mind that the second international congress of mechanical engineering and
agricultural science (CIIMCA 2015) is organized. The purpose is to bring together scientists
and engineers from the mechanics and agricultural science communities to present their latest
results and discuss new advances over a broad range of topics dealing with vibration
modeling & testing, renewable energy and thermofluids analytical, science and drying
technology, automation and agricultural science and engineering education as well as case
studies. We have done our best to provide the delegates with an environment conducive to
exchange of knowledge, networking and making new friends.
We take this to thank our colleagues who contributed considerably to the event by organizing
topical symposia and by helping us to launch this important meeting. We are truly grateful
for their efforts. We wish you all a happy and successful stay in Colombia.
Faculty of Mechanical Engineering, University Pontificica Bolivariana
Sincerely,
Conference Chairman
Rolando Guzmán Lopez Ph.D.
Aduljay Remolina Millán Ph.D
[email protected]
[email protected]
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CONGRESS TOPICS
The categories of this year sessions are:
Vibration modeling & Testing:
 Modal Analysis
 Rotordynamics
 Vibration condition monitoring of rotative machinery
 Environmental vibration
 Vibration analysis and diagnosis
 Vibration measurement technologies
 Vibration calibration and measurement quality
 Vibration standards
Renewable energy and thermofluids:
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Heat and Power Generation from Renewable Energy
Alternative Fuels
Energy Efficiency
Geothermal
Hydropower
Renewable Energy
Solar energy System
Wind Energy Systems
Materials for Energy
Materials science and engineering:
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Asset Management
Experimental mechanics and testing
Biomechanics and Biomaterials
Materials for Energy and enviromental applications
Nanostructured Materials and Nanotechnology
Composite Materials
Coatings & Cathodic Protection
Stress and Failure Analysis
Corrosion
Lubrication
NDE/NDT
Welding
Science and Drying Technology:
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Modeling and simulation.
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Physical properties and product quality.
Industrial processes and equipment.
Assurance of drying quality.
Measure and control of processes.
Drying of biomass.
Drying of foods and agricultural raw materials.
Drying of wood, fruit pulp, paper, and forestall products.
Energy saving.
Innovative technologies.
Automation and New technology in Dairy Facilities
Agri-Industrial Facility Design and Operation
Advances in irrigation information technology
Climate impacts on agriculture, water, and natural resources
Advances in Agricultural Machinery
Power and Machinery Division
Application of Agricultural Robotics
Machine Vision for Agricultural Automation and Management
Big Data, Data Analysis, and Machine Learning for Agricultural Applications
Advanced Computational Approaches for Solving Agricultural Engineers Problems
Advances in Biomass Preprocessing and Pretreatment
Emerging Technologies in Food Processing
Advances in Food and Organic Waste, Byproduct, and Coproduct Management and
Utilization
Food Safety Engineering
Automation and Agricultural Science:
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Automation and New technology in Dairy Facilities
Agri-Industrial Facility Design and Operation
Advances in irrigation information technology
Climate impacts on agriculture, water, and natural resources
Advances in Agricultural Machinery
Power and Machinery Division
Application of Agricultural Robotics
Machine Vision for Agricultural Automation and Management
Big Data, Data Analysis, and Machine Learning for Agricultural Applications
Advanced Computational Approaches for Solving Agricultural Engineers Problems
Advances in Biomass Preprocessing and Pretreatment
Emerging Technologies in Food Processing
Advances in Food and Organic Waste, Byproduct, and Coproduct Management and
Utilization
Food Safety Engineering
Others –Engineering education.
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ORGANIZING COMMITTEE
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Dr. Rolando Guzmán López
Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia
Dr. Aduljay Remolina Millán
INTERNATIONAL SCIENTIFIC COMMITTEE
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Prof. Dr. Ing. Werner Hofacker
Universidad de Stuttgart, Alemania
Dr.sc.agr. Uwe Richter
Universidad de Kassel- Alemania
Dr. Xavier Fischer
Universidad ESTIA- Francia
Pr. Dr. Octavian Flavius Curea.
Universidad ESTIA- Francia
Dr. Roberto Alonso Gonzalez Lezcano
Escuela Politécnica Superior, España
José Manuel Juárez García
Centro nacional de Metrología CENAM-Mexico
Dr. Ignacion Irausquin
Universidad Simón Bolívar, Venezuela
Dr. José Rivas
International Nanotechnology Laboratory, España-Portugal
Dr. Guillermo Santana Rodríguez
Universidad Nacional Autónoma de México, México
Dra. Betsabeé Marel Monroy Peláez
Universidad Nacional Autónoma de México, México
Dr. Carlos Eugenio Oliveros Tascón
Centro Nacional de Investigaciones de Café – Cenicafé
Dr. Emerson Escobar Nuñez
Universidad Autónoma de Occidente UAO, Colombia
Dr. José Marulanda Arevalo
Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia
Dr. Sandro Baez Pimiento
Universidad Nacional de Manizales, Colombia
Dr. Edwin Laniado-Jácome
Universidad Autónoma de Occidente UAO, Colombia
Dr. Rene Carreño Olejua
Dr. Alba Soraya Aguilar
Dr. Rolando Guzmán López
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Dr. Aduljay Remolina
Dr. Sandra Patricia Cuervo Andrade
Dr. Sonia Lucia Rincon Prat
Universidad Nacional de Colombia, Colombia
Dr. Carlos Julio Cortés
Universidad Nacional de Colombia, Colombia
M.Sc. Gilberto Carlos Fontecha Dulcey
M.Sc. Javier Maurico Castellanos Olarte
M.Sc. Emil Hernandez Arroyo
M.Sc. Alfonso Santos Jaimes
M.Sc. Edwin Cordoba Tuta
M.Sc. Jorge Gillermo Diaz
Pontificia Universidad Catolica do Rio de Janeiro, Brazil
Dr. José L. Tristancho
Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia
Dra. Diana Marulanda
Universidad Antonio Nariño, Colombia
Dr. Edwin Yesid Gómez Pachón
Universidad Pedagógica y Tecnologica de Colombia, Colombia
Dra. Yolanda Torres
Universidad Santo Tomás-Tunja, Colombia
Dr. Iván Cabeza
Universidad Santo Tomás-Bogota, Colombia
Dr. Miguel Angel Hidalgo Salazar
Universidad Autónoma de Occidente, Cali - Colombia
Dr. Gail Gutiérrez Ramírez
Universidad de la guajira - Colombia
Dr. Yimy E. García Vera
Universidad de Cundinamarca - Colombia
Dr (c) Gladis Miriam Aparicio Rojas
Dr (c) Raúl Herrera Basurto.
Universidad Aeronáutica en Querétaro- Mexico
Pr. Dr. Helver Mauricio Barrera Cárdenas.
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GUEST SPEAKERS
Dr. Roberto Alonso González Lezcano
Departamento de Arquitectura y Diseño, Universidad CEU San Pablo-Escuela
Politécnica Superior. Spain
He won the extraordinary doctoral award. He has a Postgraduate in engineering of plants.
Postgraduate in superior teaching, Master in mathematics engineering. Hi is Associate
professor at architecture department and design in ‘Escuela Politécnica Superior’ at
Universidad CEU San Pablo. He has participated in several projects financed by public calls
for ‘Comunidad Autónoma de Madrid’ and Ministerio de Ciencia y Tecnología. He has
published several articles concerning areas of energy, facilities and continuum mechanics
and has been associate editor of the journal "The International Journal of Sustainability
Education". He has published several books in the area of facilities being coordinator and coauthor of books Abecé Facilities 1 and 2; ABC Water Facility 3 Design and calculation of
low voltage electrical installations. He is also co-author of books Indoor Air Quality and
Abecé structures, all edited by the publishing house Munilla Lería.
Dr.sc.agr. Uwe Richter
Universidad de Kassel. Germany.
The Dr. Uwe is Biologist at University of Osnabrück, Germany. He has studies of informatics
(Programming, Database Design) at the University of Osnabrück . His obtain the Ph.D
Degree in Agricultural Science at the University of Kassel. He is member of the Department
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of Animal Health and Animal Nutrition at the University of Kassel (2002-2007), He has
participation in various projects, project development, statistical advisor, IT officer and
teaching tasks. He is member of the Department of agricultural Engineering at the University
of Kassel (since 2007), He has around seven publications.
Prof. Dr. Ing. Werner Hofacker
University of Stuttgart. Germany.
The Dr. Hofacker is Director of the master program in Environmental Process Engineering
at Konstanz University. The Dr. Hofacker is mechanical engineering at university of
Stuttgart, Germany. He has master degree from university of Stuttgart. He gained his Ph.D
in process engineering (drying of biological materials) at university of Stuttgart. His theme
of interest are: engeneering of process, environment technology, energy technology (energy
efficiency, renewable energy). Especial specializations: chemical engineering, environment
technology, energy technology (energy efficiency, renewable energy), dynamic of thermal
numbers and fluids, simulation and thermal separation.
Dr. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Universidad Nacional de Colombia. Bogotá.
The doctor Cortés gained his Ph.D in Engineering at the University of Kassel. Germany. He
has automatic control studies in Kitakyushu, Japan. He has a MA in economics with an
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emphasis on industry and technology, materials and processes Magister, Mechanical
Engineer at Universidad Nacional de Colombia. He is currently Professor and Director of the
Doctoral School of the Faculty of Engineering of the Universidad Nacional de Colombia in
Bogotá and Coordinator of the PhD program in Mechanical Engineering and Mechatronics.
He is interested in research in the areas of Medical Engineering, Manufacturing Engineering
and Innovation. He is director of the Biomechanics Research Group of the National
University of Colombia. He was Research Associate of the Institute of Production
Technology in Kassel, Germany. He had projects of technology transfer to industries in
Germany and Switzerland.
Dr. Carlos Eugenio Oliveros Tascón.
Centro Nacional de Investigaciones de Café – Cenicafé. Colombia
Agricultural engineer training at masters and doctorate in Agricultural Engineering, with 36
years of experience in harvesting, post-harvest agricultural products and energy generation
from biomass. University professor in Colombia and Ecuador. Cenicafé research scientist
since 1984. Since 1998 leader of the discipline of Agricultural Engineering and Engineering
Program Coordinator and Quality Cenicafé since 1998. He has led research projects,
cofinanced by COLCIENCIAS, Colombian and foreign companies, which have allowed the
realization of more than 100 research, development of technologies for harvesting and
processing coffee that is successfully used in Colombia and other countries and published
about 120 articles in national and foreign journals, co-authored two books, book chapters,
national and international patents for invention and, not least, the training of over 100
professionals who serve the country. With vocation to teamwork, to take challenges and find
ingenious solutions with the participation of other professionals. Excellent relationships with
teachers, researchers and industry in Colombia and abroad. For the actions and contributions
in more than 36 years of professional experience he has received awards and distinctions
from Colombian institutions and abroad.
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Dr. Emerson Escobar Nuñez
Universidad Autónoma de Occidente. Cali, Colombia.
The Dr. Escobar is bachelor in Mechanical Engineering, University Autonoma de Occidente
(October 1998). Masters in Mechanical Engineering, University of los Andes (August 2000).
Doctorate of Philosophy in Mechanical Engineering, University of Illinois at UrbanaChampaign (October 2010). His doctoral studies and peer review publications focused on
experimental and theoretical studies on Tribology related phenomena on systems such as
compressor surfaces and hard disk interfaces.The Journal Paper entitled: ‘’Tribological
Studies Comparing PAG and POE lubricants Used in Air-Conditioning Compressors’’ was
awarded as the paper of the month and published in the TLT (Tribology and Lubrication
Technology) magazine. He has made 10 publications.
Dra. Gladis Miriam Aparicio Rojas.
Professor-investigador. Facultad de Ciencias Básicas, Dpto. Física,
The Dr. Gladis is Physicist with a Magíster degree and a Phd in physics-science, also is
researcher and teacher at Universidad Autónoma de Occidente, Cali. She has 20 years of
experience in her field of study. Winner of the national prize to the Colombian inventor
category of research and winner of the best inventor OMPI 2014 for develop a conductor
based in spider’s web filaments which has applications in the batteries of solid state. She is
an expert in thermic analysis and conductors in solid state. Is the director of GINSAI, a group
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of research that studies new solid materials with industrial applications and also director of
the official laboratory of thermic analysis of the Universidad Autónoma de Occidente Cali.
She has even participated in several research projects in which the environment is the main
topic.
Dr. Raúl Herrera Basurto.
Universidad Aeronáutica en Querétaro. Mexico
The Dr. Herrera is graduated at Éscuela Superior de Ingeniería Química e Industrias
Extractivas´ of the Ínstituto Politécnico Nacional’ of México. as Metallurgical Engineer.
Magister at the same institute and he is currently a PhD candidate at the University of
Cordoba Spain. He is currently Research-professor at Universidad Aeronáutica in Querétaro.
In 2012 he was part of the group design, career development and establishment of
Engineering in Industrial Metrology, which is taught in the UPSRJ, nanometrology expert,
author of 6 books and he has published several scientific papers in indexed journals and
conference proceedings related to issues of quality of measurements, metrology,
Nanometrology Metrology and Education in Mexico.
Dr. Helver Mauricio Barrera Cárdenas
The Dr. Barrera is a mechanical engineer graduated in the Universidad Autónoma de
Occidente , has a master degree in mechanical engineer of the Universidad de los Andes and
a Phd in engineering of Universidad del Valle . His field of study in related with
computational methods of analysis and desing of mechanic systems. He is a teacher and an
independent researcher and consultor. His academic interest is focus mainly in the mechanic
of hiperelastics solids and the tecnology in paralel with the context of the dinamic of fluids.
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Dr. Carlos Alberto Álvarez Henao
Universidad Pontificia Bolivariana
Dr. Álvarez is researcher at Universidad Pontificia Bolivariana – Medellín, additional to that,
He is Director of Modelling and Simulation Team in the Cardiovascular Research Group in
Bioengineering Center in the same university. According with his background, he is Civil
Engineer at Universidad Nacional de Colombia in Medellin, and also, he has master and PhD
degree from Universidad Federal de Rio de Janeiro in Brazil, more specify in Computational
Mechanics. His interest subjects are: Cardiovascular Simulation (heart, blood, veins and
vessel), High Performance Computing and Scientific Programming.
Prof. Dr. Octavian Flavius Curea
École Supérieure des Technologies Industrielles Avancées, ESTIA-France
Dr. Physics (Electronics and Automation) Université du Havre, France. Dr. Octavian is
researcher at ESTIA and researcher at the Ecole Superieure des Technologies Industrielles
Avancées, Ing. Electricity applied to renewable energy.
Dr(c). Katrin Jödicke
Universität Kassel / HTWG-Konstan- Germany
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CIIMCA 2015 SCHEDULE
Papers will be presented in three parallel sessions (Auditorio Mayor, Auditorio Menor, and
Auditorio K 605) during the three days of the Conference, distributed through six different
thematic Symposia.
Conference
FIRST DAY / PRIMER DIA
HOUR
Room /
7th Oct 2015 WEDNESDAY / MIERCOLES
Auditorio
7:00-8:00
8:00-9:00
9:00-10:00
10:00-10:20
10:20-11:00
11:00-12:00
Registration
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral: Dr. Roberto Alonso Gonzales,
Auditorio Mayor
Universidad CEU San Pablo-Escuela Politécnica Superior, Spain.
Conference: “Ahorro energético por medio de ventilación natural en edificios de vivienda en
Madrid"
Ponencia ID 001: Energy saving techniques in ventilation and air conditioning, Autores: FLÓREZ
Auditorio Mayor
REYES, Julián Oswaldo, OSMA PINTO, Germán Alfonso, ORDÓNEZ PLATA, Gabriel, Universidad
Industrial de Santander.
Ponencia ID 002: Analysis of the applicability of wireless communication in home and building
Auditorio Mayor
automation, Autores: CASTELLANOS CORREA, César Fabián. Universidad Industrial de
Santander.
Auditorio Mayor
Coffee Break / Refrigerio
Ponencia ID 003 : A review of Wireless Sensor Networks for crop field monitoring and considerations
for its application in Colombian agriculture, Autores: CULMAN FORERO, Maria Alejandra
GUERRERO SANTANDER, César Dario, Universidad Autónoma de Bucaramanga VIÑUELA
FAWAZ, Juan Pablo, Epssilon NETWORKS,TORRES LEON, Jorge Luis, Centro de Investigación
en Palma de Aceite ALMENAREZ MENDOZA, Florina Maria, Universidad Carlos III de Madrid.
Ponencia ID 004: Implementation of Energy Storage System With Phase Change Materials (PCM)
in a Solar Dryer Type Hohenheim, Autores: ESCOBAR OCHOA, Mario Alberto, Universidad
Nacional de Colombia, CUERVO ANDRADE, Sandra Patricia, Universidad Pontificia Bolivariana
RINCÓN PRAT, Sonia Lucia, Universidad Nacional de Colombia.
Ponencia ID 005: Desarrollo e implementación de un sistema aéreo de conteo en plantaciones de
palma de aceite, Autores: RUEDA, Claudia, MISERQUE, Jhany, LAVERDE, Rubbermaid,
Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 006: Using sap flow sensors to measure water consumption in oil palm and as a tool
for irrigation, Autores: BAYONA, Cristihian, ROMERO, Mauricio. Cenipalma
12:00-2:00
Lunch Break / Almuerzo Libre
2:00-3:00
Opening Ceremony / Ceremonia de Apertura: II International Congress of
Mechanical Engineering and Agricultural Science (CIIMCA 2015)
3:00-4:00
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral II: Dr.sc.agr. Uwe Richter
Faculty Agricultural Engineering-Universidad de Kassel. Germany
Conference: “Agroacoustics, possibilities and limitations”
4:00-4:20
4:20-4:40
4:40-5:00
5:00-6:00
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Ponencia ID 007: Potential benefits of a new combined strategy for cocoa drying. Autores:
Auditorio Mayor
CASTELLANOS, Javier, CARREÑO, René. Universidad Pontificia Bolivariana-Bucaramanga.
HOFACKER, Werner, Hochschule Konstanz, HENSEL, Oliver, Universidad de Kassel.
Ponencia ID 08: Morphological characterization of cocoa trees in an experimental farm: A data
Auditorio Mayor
analysis application Autores: ROMERO, Hector, FAJARDO ORTIZ, Eddy Johanna, VILLALBA,
Deicy,
Ponencia ID 009: Efficiency of modificated chemical remediation techniques for soil contaminated
by organochlorine pesticides, Autores: CORREA TORRES, Sandra Natalia, KOPYTKO, Maria, Auditorio Mayor
AVILA, Shirley. Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
12
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
Ponencia ID 010: Caracterización térmica y Estimación del tiempo de vida útil de un Plaguicida
Orgánico Comercial usando técnicas de análisis térmico. Autores: SÁNCHEZ VÉLEZ, Carlos Auditorio Mayor
Alberto, APARICIO ROJAS, Gladis Miriam. Universidad Autónoma de Occidente
CASTILLO CHAMORRO, Roberto. Universidad del Valle.
Welcome Reception / Recepción de Bienvenida
6:00-6:30
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
7:00-8:00
Registration
Auditorio Mayor
8:00-9:00
9:00-10:00
Ponencia ID 011: Stress calculation on critical components of a hydrogenerator subjected to fatigue
under several load conditions, Autores: CARDONA GUTIÉRREZ, Andrés Felipe, MANTILLA
Auditorio menor
VIVEROS, Carlos Alberto, VALDÉS ORTIZ, Jairo Antonio, CASANOVA GARCÍA, Gonzalo
Fernando. Universidad del Valle.
Ponencia ID 12: Fatigue analysis of a Francis turbine shaft‚ based on real load history using
multiaxial stress approach. Autores: CASANOVA, Fernando. Universidad del Valle, MANTILLA
Auditorio menor
VIVEROS, Carlos Alberto. Empresa de Energía del Pacífico. VALDÉS ORTIZ, Jairo Antonio,
Universidad del Valle
Ponencia ID 013: Accelerometer based solution for precision livestock farming: geolocation
enhancement and animal activity identification Autores: LLARIA LEAL, Alvaro, TERRASSON,
Auditorio menor
Guillaume, MARRA, AdrienVOADEN, Samuel, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles
Avancées (ESTIA).
Ponencia ID 014: Educational games for learning calculus in engineering science Autores:
Auditorio menor
FAJARDO ORTIZ, Eddy Johanna, Universidad Central de Venezuela, VILLALBA, Deicy, Unillanos,
ROMERO, Hector, (Universidad Industrial de Santander).
Ponencia ID 015: Relación Universidad-Empresa Autores: HERNÁNDEZ ARROYO, Emil,
Auditorio menor
REMOLINA MILLAN, Aduljay, Universidad Pontificia Bolivariana.
10:00-10:20
10:20-11:00
11:00-12:00
Auditorio menor
Ponencia ID 016: Cultura investigativa a partir del desarrollo de un VTH empleando el ABP Autores:
Auditorio menor
ARGUELLO, Juan Manuel, SANTOS, Alfonso. Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 017: Characterization of hybrid lighting systems of the Electrical Engineering Building
in the Industrial University of Santander, Autores: GALVIS NEIRA, Diego Andrés, EXPOSITO
Auditorio menor
CÁCERES, Carlos Andrés, OSMA PINTO, Germán Alfonso, ORDÓÑEZ PLATA, Gabriel,
Universidad Industrial de Santander.
Ponencia ID 018: Diseño‚ fabricación y puesta a punto de una bomba crawford para la
Auditorio menor
caracterización balística de propelentes sólidos, Autores: GRACIANO PÉREZ, Diego Arley, CHICA,
Edwin Lenin, PINEDA VARGAS, David Alejandro, SIMANCA, Pedro León. Universidad de Antioquia.
12:00-2:00
Lunch Break/ Almuerzo Libre
2:00-3:00
Auditorio
Mayor
Ponencia ID 019: Cosimulación de prototipos virtuales de manipuladores paralelos y seriales
usando las herramientas Siemens NX y Matlab Simulink. Autores: MESA MONTOYA, Carlos
Auditorio menor
Andres, MEDINA CHAVERRIA, Joanni, QUINTERO RIAZA, Hector Fabio, HERRERA LOPEZ,
Marlon Jhair. Universidad Tecnologica de Pereira.
Ponencia ID 020: Building energy analysis of Electrical Engineering Building from DesignBuilder
tool: Calibration and simulations, Autores: CÁRDENAS RANGEL, Jorge Luis, Universidad Industrial de Auditorio menor
Santander.
Ponencia ID 021: LMI Control of a Coupled-Inductor Buck–Boost DC–DC Converter, Autores:
Auditorio menor
TORRES PINZÓN, Carlos Andrés, NAVARRETE GÓMEZ, Jhon Erick, RAMÍREZ MURILLO,
13
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
Harrynson, Universidad Antonio Nariño RESTREPO PATIÑO, Carlos Alberto, Universidad Federico
Santa María de Chile
4:00-4:20
4:20-4:40
4:40-5:00
5:00-6:00
6:00 -7.00
Ponencia ID 022: Tribometer system design and mechatronics, Autores: RUEDA FLOREZ,
Jhonattan Didier, Universidad Pontificia Bolivariana. Dr. Stephen Veldhuis, McMaster University, Mr. Auditorio menor
Jeremy Boyd, Mr. Manessh, Canada.
Ponencia ID 023: Diseño y construcción de un vehículo de tracción mecánica (VTM)‚ para II gran
premio de automovilismo de Bucaramanga, Autores: RIOS GOMEZ, Maryith Lizeth, SUAREZ
,CABALLERO, Juan Sebastian, CUEVAS, Miguel Angel, FIGUEROA MUÑOZ, Sergio Nicolas, Auditorio menor
MERCHAN RODRIGUEZ, Elkin Mauricio, MARADEY LAZARO, Jessica Gissella, LAGUADO
VILLAMIZAR, Luis Alberto, Unidades Tecnologicas de Santander.
Ponencia ID 024: Desarrollo de un sistema económico para la irrigación automática de plantas
Auditorio menor
basado en un controlador fuzzy, Autores: CÓRDOBA, Edwin, REYES, Miguel, Universidad
Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 025: La automatización como herramienta para aumentar la productividad del proceso
industrial de empacado de dientes artificiales, Autores: CASTAÑO, Juan Esteban, HERNÁNDEZ, Auditorio menor
Juan Camilo, CARMONA, Rosaura, New Stetic S.A, RAMIREZ, Juan Fernando, ESPINOSA, Jairo
José, Universidad Nacional de Colombia.
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
7:00-8:00
Registration
Auditorio Mayor
8:00-9:00
9:00-10:00
Ponencia ID 026: Comparative study of biodegradation of aged organochlorine pesticides in soil
through native bacteria Estudio comparativo de la biodegradación de los suelos contaminados
durante largo periodo con pesticidas organoclorados‚ usando bacterias nativas, Autores:
KOPYTKO, Maria, Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 027: Evaluación hidráulica del tanque de aireación de la PTAR dela universidad
autónoma de occidente‚ mediante la modelación matemática, Autores: CUARAN CUARAN, Julio
Cesar, LOPEZ GIRALDO, Javier Eduardo, Universidad autónoma de occidente.
Ponencia ID 028: Estudio de vida útil y caracterización térmica de compostaje casero a base de
residuos orgánicos, Autores: CARMONA PARDO, Natalia. Universidad Autónoma de Occidente.
Ponencia ID 029: Evaluación de la remediación de suelos contaminados con pesticidas
organoclorados‚ utilizando la combinación de las técnicas de remediación, Autores: CORREA
TORRES, Sandra Natalia, KOPYTKO, Maria, AVILA, Shirley, PLATA, Angela, ESTEVEZ, Martha,
Ponencia ID 030: Modelado de incertidumbres de un sistema de nivel y flujo, Autores:
HERNÁNDEZ CAPACHO, Carlos Gerardo, ANGEL SILVA, Luis, Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 031: Evaluación de la compresión uniaxial confinada para la estimación del
comportamiento mecánico de suelos agrícolas a diferentes profundidades de muestreo, Autores:
CARRANZA DÍAZ, Andrea Katherín, GÓMEZ LARA, Yelena Ester, GONZÁLES, Sebastián
Fernando, CASTILLO HERRÁN, Bernardo, Universidad Nacional de Colombia.
10:00-10:20
10:20-11:00
Ponencia ID 032: Mathematical model based on kinematic analysis to Upper and lower limbs in an
exoskeleton for rehabilitation, Autores: TIBADUIZA BURGOS, Diego Alexander, TORRES PINZON,
Carlos Andrés, VITOLA OYAGA, Jaime, VELANDIA CARDENAS, Cristian Camilo, CELEDON
FLOREZ, Hugo Jose, OSPINA, Pablo. Universidad Santo Tomas.
Ponencia ID 033: Control Design of an Elbow Exoskeleton for Upper-Limb Rehabilitation - First
Approach, Autores: TIBADUIZA BURGOS, Diego Alexander, CELEDÓN, Hugo, VELANDIA,
Cristian, VITOLA, Jaime, TORRES, Carlos, Universidad Santo Tomas.
14
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
HOUR
11:00-12:00
Ponencia ID 034: Uncertain parametric identification of a robotic system, Autores: VIOLA, Jairo,
Universidad ANGEL, Luis. Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 035: Diseño y simulación de un controlador por modos deslizantes para un vehículo
aéreo no tripulado tipo hexa-rotor, Autores: MENDOZA CASTELLANOS, Yeisson Ricardo,
BORRÁS PINILLA, Carlos. Universidad Industrial de Santander).
Ponencia ID 036: Construcción‚ Instrumentación y control de un dirigible UAV, Autores:
SALAMANCA VELANDIA, Cristhian Gabriel, GALVIS MENDOZA, Andres Felipe, Universidad Libre
de Colombia.
12:00-2:00
2:00-3:00
3:00-4:00
4:00-4:20
Ponencia ID 037: Secuential reductive and oxidative conditions used to biodegradation of
organochlorine pesticides by native bacteria, Autores: Autores: KOPYTKO, Maria, Universidad
Pontificia Bolivariana-Bucaramanga.
Ponencia ID 038: Desarrollo de un sistema de iluminación artificial LED para cultivos en interiores
–Vertical Farming (VF), Autores: RAMOS GONZALIAS, Yesid Fernando, MACIAS FERRO, Hugo
Andres. Universidad Autónoma de Occidente.
Ponencia ID 039: “Direct drive” system design for CO2 or fiber laser cutting – linear drive laser-,
Autores: MARTIN BUITRAGO, Marco Ademar. Universidad Nacional de Colombia.
4:20-4:40
Ponencia ID 040: The organic production: a framework in Colombia, Autores: CASTELLANOS,
Silvia, CUERVO-ANDRADE, Patricia. Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
4:40-5:00
Ponencia ID 041: Stepwise drying of medicinal plants as alternative to reduce time and energy
processing. Autores: CUERVO-ANDRADE, Patricia. Universidad Pontificia Bolivariana, Oliver
HENSEL, Oliver. Universidad de Kassel Alemania.
5:00-6:00
6:00-7:00
Course: 3D Printing and Application
Prof. Dr.-Ing. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Universidad Nacional de Colombia- Bogotá
Conference
Room /
Auditorio
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio Mayor
Auditorio K 605
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Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
HOUR
SECOND DAY / SEGUNDO DIA
8th Oct 2015 THURSDAY / JUEVES
Conference
Room /
Auditorio
7:00-8:00
Registration
Auditorio Mayor
8:00-9:00
9:00-10:00
10:00-10:20
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral III: Dr. Helver Mauricio Barrera Cárdenas
Facultad de Ingeniería Mecánica, Dpto. Energética y Mecánica.
Auditorio Mayor
Universidad Autónoma de Occidente. Colombia
Conferencia: "Formulación e implementación de un problema de hiperelasticidad y su aplicación
al diseño mecánico"
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral IV: Dra. Gladis Aparicio
Facultad de ciencias Básicas, Dpto. Física
Auditorio Mayor
Conferencia: "Hilo de Araña: Un Material Multifuncional"
Auditorio Mayor
15
HOUR
10:20-11:00
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral V: Dr. Emerson Escobar Núñez
Facultad de Ingeniería Mecánica, Dpto. Energética y Mecánica.
Conferencia: "Tribology from Nano to Macro scale"
11:00-12:00
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral VI: Dr. Raul Herrera Basurto
Facultad de Aeronáutica en Querétaro. México
Conferencia: "Nanometrología"
12:00-2:00
2:00-3:00
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral VII: Dr. Carlos Eugenio Oliveros Tascón
Centro Nacional de Investigación de café-Cenicafé. Colombia
Conferencia: "Producción de energía eléctrica utilizando madera de café"
3:00-4:00
4:00-4:20
4:20-4:40
4:40-5:00
5:00-6:00
6:00-6:30
Conference
Room /
Auditorio
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Ponencia ID 042: Materiales compuestos de cemento portland reforzados con fibras de guadua. Auditorio Mayor
Autores: QUINTERO DÁVILA, Mauricio, COLORADO, Henry. Universidad de Antioquia.
Ponencia ID 043: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico.
Autores: CUARAN CUARAN, Julio Cesar, LOPEZ GIRALDO, Javier Eduardo, ARENAS GARCIA, Auditorio Mayor
Laura Viviana, FLOREZ PARDO, Luz Marina. Universidad Autónoma de Occidente.
Ponencia ID 044: Preparation of potato starch microfibers by electrowetspinning.
Autores: CARDENAS AGUAZACO, William Antonio, GOMEZ PACHON, Edwin Yesid, MUÑOZ
Auditorio Mayor
PRIETO, Efren De jesus. Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia. VERA GRAZIANO,
Ricardo, Universidad Nacional Autónoma de México.
Ponencia ID 045: Materia prima de Norte de Santander. Evaluación de las propiedades
tecnológicas al adicionarle el residuo del ensayo de abrasión profunda. Autores: CELY ILLERA,
Leonardo. Universidad Francisco de Paula Santander, CELY ILLERA, Claudia Vanessa,
Universidad Bournemouth, ANTELIZ CONTRERAS, Keila. Universidad Nacional Abierta y a
Distancia.
Ponencia ID 046: Portland Cement Reinforced With Magnetite Particles. Autores: COLORADO,
Henry, VANEGAS, Jose Manuel. Universidad de Antioquia.
Ponencia ID 047: Improvement of surface properties of magnesium with
autocatalytic composite coatings. Autores: ZULETA GIL, Alejandro Alberto, Universidad
Pontificia Bolivariana, JIMÉNEZ, Julieth Paola, CALDERÓN, Jorge Andrés. Universidad de
Antioquia.
Ponencia ID 048: Caracterización dinámica de un aluminio 6061 sometido a altas tasas de
deformación mediante un ensayo de Kolsky o SHPB. Autores: QUIÑONES CORTÉS, Jhon Jairo,
MARTINEZ POSADA, Daniela Carolina, ACOSTA PARRA, Camilo Alfonso, LASERNA
MONTOYA, Juliana Andrea, TORRES PUENTES, Andres Felipe, HERNANDEZ ACEVEDO,
Camilo. Universidad de los Andes.
Ponencia ID 049: Desarrollo de compuestos aluminio-zeolita aluminum-zeolite composites.
Autores: ALFONSO SALAZAR, Jhonathan, COLORADO, Henry A., TORREZ, Edwar,
Universidad de Antioquia, MEZA, Juan. Universidad Nacional de Colombia.
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Cultural Activity / Actividad Cultural
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
7:00-8:00
Registration
Auditorio Mayor
16
HOUR
8:20-8:40
8:00-9:00
Conference
Room /
Auditorio
Ponencia ID 050: Viability of the use of coatings in mechanical elements used in agro-industry
Autores: SANTOS JAIMES, Alfonso, RAMIREZ JAIMES, Zulma, GUZMAN LOPEZ, Rolando Auditorio menor
Enrique, Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
Ponencia ID 051: Implementación de pruebas de fatiga a cigüeñales sometidos a flexión aplicando
el método de vibraciones mecánicas, Autores: MARADEY LAZARO, Jessica Gissella, QUINTERO
Auditorio menor
HERRERA, Javier, HUERTAS CARDOZO, Jose Ignacio, Universidad Industrial de Santander,
NAVARRETE ALZATE, Natalia, Instituto Tecnológico de Monterrey.
Ponencia ID 052: Influencia del tratamientos criogénico en el tamaño de grano‚ microdureza y
dureza del latón 60-40 y bronce SAE 64 Autores: SABOGAL VANEGAS, Jerly Tatiana, Universidad Auditorio menor
Libre.
9:00-10:00
10:00-10:20
10:20-11:00
11:00-12:00
12:00-2:00
2:00-3:00
3:00-4:00
4:00-4:20
Ponencia ID 053: Diagnóstico de fallas en bombas hidráulicas de pistones axiales‚ aplicando Redes
Neuronales Artificiales (ANNs). Autores: MARADEY LAZARO, Jessica Gissella,
BORRAS PINILLA, Carlos, Universidad Industrial de Santander.
Ponencia ID 054: CFD modelling and experimental validation of the airflow in a spray dryer using
an adjusted rng k-e turbulence model Autores: GUTIÉRREZ SUÁREZ, Jairo Andrés, GÓMEZ
MEJÍA, Alexander, CUBILLOS, Alfonso, Universidad Nacional de Colombia.
Ponencia ID 055: Análisis de mecánico y microestructural del material de un marco
de bicicleta de BMX. Autores: ZULETA GIL, Alejandro Alberto, VALENCIA ESCOBAR, Andres
Hernando, Universidad Pontificia Bolivariana RODRÍGUEZ ÁLVAREZ, Carlos, HA Bicicletas
Ponencia ID 056: Caracterización estructural de marcos de bicicletas para BMX. Autores:
VALENCIA ESCOBAR, Andrés Hernando, ZULETA GIL, Alejandro Alberto, Universidad Pontificia
Bolivariana, RODRÍGUEZ ÁLVAREZ, Carlos Alberto, HA Bicicletas
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Ponencia ID 057: Modelos para la estimación del comportamiento mecánico de un andisol a partir
de pruebas de compresión uniaxial confinada. Autores: GUTIERREZ PACHECO, Sebastian, MILA
Auditorio menor
SAAVEDRA, Laura Daniela, SILVA DIMATÉ, Andres Felipe, CASTILLO HERRÁN, Bernardo,
Universidad Nacional de Colombia.
Ponencia ID 058: Effect of bolt pretension on the failure behavior of double shear bolted connections:
A Numerical And Experimental Study. Autores: GUTIÉRREZ LEÓN, Yulieth Fernanda, CAMACHO Auditorio menor
LOPEZ, Carlos Julio, Universidad Santo Tomas
Ponencia ID 059: Soldadura por fricción en juntas disímiles; cobre – acero inoxidable. Autores:
Auditorio menor
Cardona Gómez Mateo, Alfonso Salazar Jhonathan, Torrez Edwar Andrés, Colorado Henry Alonso
Ponencia ID 060: Direct deposition of electroless ni-p coatings on magnesium with a
chromium-free process. Autores: ZULETA GIL, Alejandro Alberto, Universidad Pontificia
Bolivariana, CORREA, Esteban, SENA, CASTAÑO, Juan Guillermo, ECHEVERRÍA, Félix,
Universidad de Antioquia, SKELDON, Peter, THOMPSON, George. University of Manchester
Ponencia ID 061: Mechanical and tribological properties of BOROTEC applied by thermal spray
on steel valves for diesel engines. Autores: BANGUERA PAZ, José Luis, ALBA DE SANCHEZ,
Nelly Cecilia, CORREA BALLESTEROS, Faber. Universidad Autónoma de Occidente
Ponencia ID 062: Diseño de un deslizador como protección para un mslip como soporte en fuerza
de empuje y atracción, Autores: ZÚÑIGA SAMBONI, Fernando Franco, SENA
LANIADO-JACOME, Edwin, Universidad Autonoma de Occidente, RENTERÍA-PALACIO, Walter,
SENA.
Ponencia ID 063: Soldadura por fricción en juntas disímiles aluminio-acero inoxidable. Autores:
CARDONA GÓMEZ, Mateo, ALFONSO SALAZAR, Jhonathan, TORREZ, Edwar Andres,
COLORADO, Henry Alonso. Universidad de Antioquia
Ponencia ID 064: Identificación de fases en juntas soldadas AA5083-H116 por difracción de rayos
X y microanálisis de espectrometría dispersiva de energía (EDS). Autores: NIEBLES NUÑEZ,
Enrique Esteban, UNFRIED SILGADO, Jimy, Universidad Autónoma del Caribe, TORRES
SALCEDO, Jaime Elías, Universidad del Norte, RAMÍREZ LONDOÑO, Antonio J., Brazilian
Nanotechnology National Laboratory; CNPEM/ABTLuS. Campinas; Brasil
17
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
HOUR
4:20-6:00
Curse: High-Performance Computing (HPC) Solutions from ANSYS
I.C. Ph.D.Carlos Alberto Álvarez Henao
Centro de Bioingeniería| Grupo de Dinámica Cardiovascular,
Universidad Pontificia Bolivariana-Medellin
6:00 p.m. a
6:30 p.m.
Conference
Room /
Auditorio
Auditorio menor
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
7:00-9:00
Registration
Auditorio Mayor
Ponencia ID 065: Characterization of open-celled cellular zn-22al-2cu alloy Autores: GUZMAN
LOPEZ, Rolando Enrique, REMOLINA, Aduljay, SANTOS, Alfonso. Universidad Pontificia
Bolivariana- Bucaramanga.
9:00-10:00
10:00-10:20
10:20-11:00
11:00-12:00
12:00-2:00
2:00-3:00
3:00-4:00
Ponencia ID 066: Implementación de una cámara de niebla salina para el estudio de la corrosión
Autores: CARDENAS ARIAS, Carlos Gerardo, MORALES, Manuel, JAIMES, Jose Luis, Unidades
Tecnológicas de Santander,SANTOS JAIMES, Alfonso, Universidad Pontificia Bolivariana
Ponencia ID 067: Nanoparticulas de oro sintetizadas con extractos de las hojas de tamarindus
indical y mengifera indical. Autores: Correa Sandra Nathalia, Naranjo Ana María, Herrera Adriana.
Ponencia ID 068: Detection and characterization of defects in moving parts of wind turbines.
Autores: FORERO GARCÍA, Edwin Francisco, Universidad Santo Tomás, TIBADUIZA, Diego
Alexander, Burgos ANAYA, Maribel, Vejar
Ponencia ID 069: Sensor fusion system to estimate the trajectory of a low cost mobile robotic
platform using an Inertial Measurement Unit. Autores:BOTERO VALENCIA, Juan Sebastian, RICO
GARCIA, Mateo, VILLEGAS CEBALLOS, Juan Pablo, Instituto Tecnológico Metropolitano
Ponencia ID 070: Identificación de emisiones por procesos de transformación en materia de huella
hidrica para el modelo de prospectiva energetica LEAP. Autor: GUTIERREZ ANGULO, Fabian
enrique, ARENAS, Carlos, VEGA, Fabian, CORREA, Sandra Natalia, ACEROS, Cesar A,
Ponencia ID 071: Angle measurement system of high resolution for upper limb using a low-cost
servomotor. Autores: BOTERO VALENCIA, Juan Sebastian, RESTREPO ZAPATA, Julio Pastor,
DE OSSA JIMENEZ, Maria Teresa, Instituto Tecnológico Metropolitano.
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Almuerzo Libre (Lunch free)
Ponencia ID 072: Problemas de vibración en engranajes por errores de transmision. Autores: Ing.
Jorge Pazmiño (Aceros Forjados).
Ponencia ID 073: Estrategias estructurales de las plantas herbáceas y su aplicación a la ingeniería
mecánica Autores: VALENCIA ESCOBAR, Andrés Hernando, ZULUAGA GALLEGO, Robin
Octavio, CRUZ RIAÑO, Luis Javier, Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 074: Evaluación del esfuerzo de preconsolidación en suelos agrícolas del Centro
Agropecuario Marengo en la Sabana de Bogotá. Autores: SANDOVAL PABÓN, Rafael Leonardo,
MOLINA SOLER, Angélica Liliana, FORERO CABRERA, Nathalia María, CASTILLO HERRAN,
Bernardo, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
Ponencia ID 075: Efectos del Índice de Masa Corporal (IMC) en la generación de esfuerzos internos
en amputados transfemorales. Autores: MEJÍA BLANDÓN, Carlos Alberto, VILLARAGA OSSA,
Junes Abdul, MORALES HURTADO, Sebastián De Jesús, Universidad de Antioquia
Ponencia ID 076: Análisis Biomecánico Estructural De Plantas Terrestres. Autores: VALENCIA
ESCOBAR, Andrés Hernando, ZULUAGA GALLEGO, Robin Octavio, SALDARRIAGA ESCOBAR,
Jorge Enrique, REY GALLEGO, Catalina, Universidad Pontificia Bolivariana.
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Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
HOUR
Conference
Room /
Auditorio
Ponencia ID 077: Sistema automático de humidificación por atomización para la emulación de
condiciones ambientales orientado a procesos agroindustriales de conservación. Autores: ORTIZ
Auditorio K 605
HERNÁNDEZ, Brayan Danilo, CARREÑO OLEJUA, Ariel Rene, CASTELLANOS OLARTE, Javier
Mauricio, Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
4:00-4:20
4:20-6:00
Workshop 3D Printing and Application
Dr.-Ing. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Universidad Nacional de Colombia-Bogotá
6:00-7:00
HOUR
7:00-8:00
8:00-9:00
9:00-10:00
10:00-10:20
10:20-11:00
11:00-12:00
Auditorio K 605
Conference
Room /
Auditorio
Ponencia ID 078: Análisis de Ciclo de vida del biodiesel, Autores: PABA RUEDA. Andrea Juliana, Auditorio Mayor
OLAYA, Diego, Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
Ponencia ID 079: Medición de las emisiones de NOx en el proceso de combustión de mezclas de
Auditorio Mayor
carbón y cascarilla de arroz, Autores: SUAREZ COLLAZOS, Laura Juliana, URIBE MENENDEZ,
Felipe, GORDILLO ARIZA, Gerardo, Universidad de los Andes.
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral VIII: Prof. Dr.-Ing. Werner Hofacker
Auditorio Mayor
Universidad de Stuttgart Alemania.
Post Harvest Technology: How Thermal Processes affect product quality
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral IX: Prof. Dr.-Ing. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Auditorio Mayor
"Innovación en Ingeniería Mecánica: Perspectivas en Colombia"
Auditorio Mayor
THIRD DAY / TERCER DIA
9th Oct 2015FRIDAY / VIERNES
Ponencia ID 080: Impact of irrigation in the operation of a photovoltaic panel in Bucaramanga,
Autores: ROJAS ZAMBRANO, Wilmer Yohanny, OSMA PINTO, Germán Alfonso
FLOREZ GOMEZ, Carlos Enrique, GALVIS NEIRA, Diego Andres, Universidad Industrial de
Santander.
Ponencia ID 081: Evaluation of geothermal potential as energetic alternative in electricity generation
in Colombia, Autores: SALAZAR BLANCO, Samuel Said, MUÑOZ MALDONADO, Yecid Alfonso,
PACHECO SANDOVAL, Leonardo Esteban, Universidad Autónoma de Bucaramanga.
Ponencia ID 082: Modeling of lighting behavior of a hybrid lighting system in inner spaces of Building
of Electrical Engineering Autores: AMADO DUARTE, Laura Yazmin, OSMA PINTO, German
Alfonso, VILLAMIZAR MEJÍA, Rodolfo, Universidad Industrial de Santander.
Ponencia ID 083: Updated review of standards of sustainable buildings‚ green building and leed
standard, Autores: HERNÁNDEZ MORALES, Juan David, MUÑOZ MALDONADO, Yecid Alfonso,
RUMBO SOLANO, Everardo, (UNAB).
Ponencia ID 084: Analysis of a solar thermal photovoltaic hybrid collector prototype. Autores: REY
BENAVIDES, Daniela Juliana, CONTRERAS GARCÍA, Sergio Ramón, JARAMILLO IBARRA,
Julián Ernesto, Universidad Industrial de Santander.
12:00-2:00
2:00-2:30
Plenaria
Speaker / Ponente Magistral X: Dr(c). Katrin Jödicke
Universität Kassel / HTWG-Konstanz – Alemania
Comparison of Measurement Systems for the Determination of Color Changes during the Drying
Process of Apples
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Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
HOUR
2:30:3.00
3:00-4:00
4:00-4:20
4:20-4:40
4:40-5:00
5:00-6:00
6:00-7:00
HOUR
7:00-8:00
8:00-9:00
9th Oct 2015FRIDAY / VIERNES
Conference
Room /
Auditorio
Plenaria
Auditorio Mayor
Speaker / Ponente Magistral XI: Name: Pr. Dr. Octavian Flavius Curea
École Supérieure des Technologies Industrielles Avancées, ESTIA- Francia
Ponencia ID 085: Análisis del ciclo de vida del combustible diésel y su impacto ambiental como
Auditorio Mayor
energético, Autores: LEAL, Clara, SAAVEDRA, Gabriela, CORREA, Sandra Natalia, ACEROS,
Cesar A, Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga.
Ponencia ID 086: Analysis of the potential of ocean energy and harnessing technologies for
Auditorio Mayor
Colombia, Autores: SERRANO CABARCAS, Gianmarco, PAEZ MANTILLA, Andres Felipe,
MUÑOZ, Yecid, ACEVEDO, Cesar, Universidad Autónoma de Bucaramanga.
Ponencia ID 087: Desarrollo de un software multiplataforma para la simulación de ciclos de potencia
y refrigeración. Autores: CÓRDOBA, Edwin, REYES, Miguel, Universidad Pontificia BolivarianaBucaramanga
Ponencia ID 088: Using Agro projects to develop engineering capabilities in undergraduate students
Autores: CASTELLANOS OLARTE, Javier M.., CARREÑO OLEJUA, A. René. Universidad
Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 89: Adaptación mecánica de un motor de combustión interna de gasolina a biogas para
aplicación en máquina pica-ensiladora Autores: PATIÑO MOLINA, Franklin Julian, Universidad
Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 090: Estudio del efecto de la adición de hidrógeno en las propiedades de combustion
de biogas en sistemas de premezcla atmosféricos Autores: MAYORGA PICO, Andrés Iván,
LÓPEZ OSORIO, Diego Alexander, DÍAZ GONZÁLEZ, Carlos Alirio, PACHECO SANDOVAL,
Leonardo Esteban, Universidad Autónoma de Bucaramanga.
Ponencia ID 091: Inhibition during anaerobic digestion of chicken manure, Autores: MARÍN
BATISTA, José Daniel, URIBE, Diego, VEGA, Maira, CASTRO, Liliana, ESCALANTE, Humberto,
Universidad Industrial de Santander.
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Auditorio Mayor
Closing Ceremony / Ceremonia de Clausura
9th Oct 2015FRIDAY MORNING / VIERNES MAÑANA
Ponencia ID 092: Comparison of the time domain windows specified in the ISO 18431 standards
used to estimate modal parameters in steel plates, Autores: CAMACHO NAVARRO, Jhonatan,
FLOREZ, Marco Fidel, Universitaria de investigación UDI, GÓMEZ SUAREZ, Sergio Andres,
GUZMAN LOPEZ, Rolando, Universidad Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 093: Signal based stress monitoring using guided waves in pipes, Autores: QUIROGA
PINEDA, John Leonardo, QUIROGA, Jabid Eduardo, VILLAMIZAR MEJÍA, Rodolfo, Universidad
Ponencia ID 094: Vortex rope flow instability in Kaplan turbines, Autores: FONTECHA DULCEY,
Gilberto Carlos, Universidad Pontificia Bolivariana.
Ponencia ID 095: Estimación de la incertidumbre del método iso 16063-21 en la calibración de
Acelerómetros en el laboratorio de vibraciones UPB, Autores: GÓMEZ SUAREZ, Sergio Andres,
FONTECHA DULCEY, Gilberto Carlos, Universidad Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 096: Strain monitoring in pipes using guided wave energy Autores: QUIROGA
PINEDA, John Leonardo, QUIROGA, Jabid Eduardo, VILLAMIZAR MEJÍA, Rodolfo, Universidad
Ponencia ID 097: Performance evaluation of a data-driven approach for continuous monitoring of
structural damages, Autores: MORENO BELTRAN, Gustavo Adolfo, Universidad Industrial De
Santander CAMACHO NAVARRO, Jhonatan, Universitat Politécnica de Catalunya (UPC)
BARCELONATECH, RUIZ, Magda, Universitat Politécnica de Catalunya (UPC)
BARCELONATECH, VILLAMIZAR, Rodolfo, Universidad Industrial De Santander, MARTÍNEZ,
Fernando, Department of sensors; Ikerlan Research Center.
20
Conference
Room /
Auditorio
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
HOUR
9:00-10:00
10:00-10:20
10:20-11:20
Conference
Room /
Auditorio
Ponencia ID 098: Experimentación de estrategias de control para minimizar vibraciones en una
estructura flexible tipo viga, Autores: MORENO GARCIA, Francisco Ernesto, RAMIREZ M., Jhon Auditorio menor
Jairo, CÁRDENAS L., José Alejandro, Universidad Francisco de Paula Santander
Ponencia ID 099: A sensor fault detection methodology in piezoelectric active systems used in
Structural Health Monitoring applications, Autores: TIBADUIZA BURGOS, Diego Alexander,
Auditorio menor
ANAYA VEJAR, Maribel, CASTRO, Rafael, FORERO, Edwin, Universidad Santo Tomas, POZO,
Francesc, Universitat Politecnica de Catalunya.
Ponencia ID 100: Diagnóstico en vivo de fallas en elementos de máquinas rotativas, Autores:
Auditorio menor
RUEDA FORERO, Marcel, GUZMAN, Andres (A-Maq)
Auditorio menor
Ponencia ID 101: Análisis de causa Raíz en sistema de bombeo de alta presión: Caso de
integración de vibraciones con otros datos dinámicos y sistema de control Autores: Edimerk Auditorio menor
Vergara (ISAGEN)
Ponencia ID 102: Ge Bently Nevada y la gestión de Activos Físicos Productivos, Autores: COTE,
Auditorio menor
Eduardo, (General Electric Energy)
Ponencia ID 103: Internet Industrial, Autores: CARDENAS, Carlos, General Electric Energy
Auditorio menor
Ponencia ID 104: Problemas de vibración en engranajes por errores de transmisión, Autor: Jorge
Auditorio menor
Pazmiño, (AF Services Aceros forjados)
11:20-12:00
Conversatorio-General Electric Energy
12:00-2:00
2:00-3:00
3:00-4:00
4:00-4:20
4:20-4:40
4:40-5:00
5:00-5:30
5:30-6:00
Ponencia ID 105: Exitoso Análisis Predictivo, falla en Quill Shaft de unidades Turbogeneradoras,
diagnóstico, planificación y ejecución, Autores: VILLAMIZAR, Javier, GONZALEZ, Carlos, German
LOPEZ, German. Termoyopal
Ponencia ID 106: modelación y simulación de un prototipo robótico antropomórfico utilizando
simmechanics y herramientas CAD para el diseño, Autores: MESA MONTOYA, Carlos Andres,
MEDINA CHAVERRIA, Joanni, QUINTERO RIAZA, Hector Fabio, Universidad Tecnologica de
Pereira.
Ponencia ID 107: Esquema de certificación de analistas de vibraciones Cat I, Cat II, Cat III y Cat
IV según norma ISO 18436-2 Ponente, Autores: RUIZ, Javier, (Sielecom - UPB - Mobius Institute)
Curso: Buenas practicas para CFD ANSYS
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Auditorio menor
Ponencia ID 108: Smart Grids and their Applicability for the Development of the Electricity Sector
for Colombia in the year 2050, Autores: ACEROS MORENO, Cesar Augusto, VIOLA VILLAMIZAR, Auditorio menor
Jario Bernardo. Universidad Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 109: Medición de eficiencia energética Autores: HERRERA, William,
Auditorio menor
BALLESTEROS, Daniel. (Massy Group,).
Aseguramiento Metrológico en Vibraciones
Ing. Arturo Ruiz, Centro Nacional de Metrología México (CENAM)
Curso: Buenas practicas para CFD ANSYS
21
Auditorio menor
Auditorio menor
HOUR
6:00 -7:00
Conference
Room /
Auditorio
HOUR
9th Oct 2015 FRIDAY / VIERNES
Conference
Room /
Auditorio
7:00-8:00
Registration
Auditorio Mayor
8:00-9:00
Ponencia ID 110: Diseño y optimización de un sistema piloto de generación de energía hibrido
(diesel-fotovoltaico), Autores: GARCIA VERA, Yimy Edisson, DIAZ CASTILLO, Oscar Daniel,
Universidad de Cundinamarca, GUZMAN LOPEZ, Rolando Enrique, Universidad Pontificia
Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 111: Aproximación al diseño de un sistema de extracción y purificación de agua a bajo
costo‚ utilizando energía solar. Caso: La Guajira, Autores: GOMEZ ALVAREZ, Yesenia,
GARCIA LOPEZ, Juan Pablo, Universidad Autónoma de Occidente.
9:00-10:00
Ponencia ID 112: Estudio de la gasificación utilizando los residuos de maíz en el municipio de venta
quemada Boyacá. Autores: FONSECA HERNANDEZ, Sergio David, RODRIGUEZ ORJUELA,
Hugo Alejandro, Universidad Libre sede Bogotá.
Ponencia ID 113: Excergetic analysis of different geometries for a seawater desalination system,
Autores: AGUDELO GONZALEZ, Nataly Tatiana, SASTOQUE DAVILA, Andres Felipe, Universidad
Libre.
10:00-10:20
10:20-11:00
Ponencia ID 114: Saving electricity generated by a bicycle fixed, Autores: ZABALA GUALTERO,
Luis Miguel, PEÑARANDA RINCÓN, Luis Alejandro. Universidad Industrial de Santander.
11:00-12:00
Ponencia ID 115: Diseño‚ construcción y evaluación de un sistema forzado de calentamiento de
agua solar, Autores: BAUTISTA BAYONA, Guillermo Alfonso, ORTIZ SUAREZ, Ingrith Lizeth,
HERNANDEZ ARROYO, Emil. Universidad Pontificia Bolivariana Bucaramanga.
Ponencia ID 116: Evaluation of eolic and solar potential in the department of Santander, Autores:
JAIMES SAAVEDRA, Cristian Fabian, MUÑOZ, Yecid, CACERES MALDONADO, Daniel,
Universidad Autonoma de Bucaramanga, OSPINO CASTRO, Adalberto, Universidad de la Costa.
12:00-2:00
2:00-3:00
3:00-4:00
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Ponencia ID 117: Design and implementation of a 2k factorial experiment to evaluate the influence
of factors on gripv performance considering warm-tropical climate, Autores: EXPÓSITO CÁCERES,
Carlos Andrés, OSMA PINTO, German Alfonso, GALVIS NEIRA, Diego Andres, FLOREZ REYES,
Julian Oswaldo. Universidad Industrial de Santander.
Ponencia ID 118: Diseño de una turbina de rio de eje vertical para Zonas No-Interconectadas,
Autores: RAMIREZ TOVAR, Ana Maria, LÓPEZ, Yuri Ulianov. Universidad Autónoma de Occidente.
Ponencia ID 119: Criterios para definir el estado de carga de las baterías de un sistema solar
fotovoltaico, Autores: RAMÍREZ VÉLEZ, Andrés Felipe, LUNA RODRIGUEZ, Juan Manuel,
LÓPEZ, Yuri Ulianov. Universidad Autónoma de Occidente.
Prof. Dr.-Ing. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Universidad Nacional de Colombia-Bogotá
4:00-4:20
4:20-4:40
Ponencia ID 120: Design of a dual-axis solar tracker for a photovoltaic system to supply the energy
demand in off-the-grid areas in Colombia, Autores: CULMAN FORERO, Maria Alejandra,
Universidad Autónoma de Bucaramanga, LENGERKE PEREZ, Omar, Unidades Tecnológicas de
Santander.
4:40-5:00
Ponencia ID 121: Visualization the thermal impact of GRIPV system through thermographic images,
Autores: QUINTERO SANGUINO, Luz Esther, OSMA PINTO, German Alfonso, TORRES
22
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
Auditorio K 605
9th Oct 2015 FRIDAY / VIERNES
HOUR
5:00-6:00
ROMERO, Miguel Andres, HERNANDEZ CRISTANCHO, Edgar Yesid, RUEDA DÍAZ, Aura Milena,
ORDÓÑEZ PLATA, Gabriel. Universidad Industrial de Santander.
Dr.-Ing. Carlos Julio Cortés Rodríguez
Conference
Room /
Auditorio
Auditorio K 605
6:00-7:00
CHARACTERIZATION OF OPEN-CELLED CELLULAR ZN-22AL-2CU
GUZMAN, Rolando, Universidad Pontificia Bolivariana
REMOLINA, Aduljay, Universidad Pontificia Bolivariana
SANTOS, Alfosnso, Universidad Pontificia Bolivariana
Email del autor principal: [email protected]
CATEGORIA DEL TRABAJO
Materials science and engineering
ABSTRACT / RESUMEN
Mechanicals properties of celular materials “metallic foams” make them very attractive in a variety of engineering
applications. During plastic deformation part of plastic work is converted into heat. Therefore‚ generated heat-increase may
be quantified using an infrared camera measuring emitted radiation on the surface. Experimental tests were carried out under
quasi-static loading conditions using alloy (Zn-22Al-2Cu) different volumetric fraction. The goal of this study was to
analyze the effect of heat generation during quasistatic compression in metallic foams at constant strain rate. The foam´s
influence of relative density on the stiffness‚ strength‚ and deformations mechanisms were analysed. Some conclusions on
the mechanical behaviour were obtained in term of temperature increase.
Keywords; Stress, cellular materials, Metallic Foam
IMPLEMENTACIÓN DE UNA CÁMARA DE NIEBLA SALINA PARA EL
ESTUDIO DE LA CORROSIÓN
CARDENAS ARIAS, Carlos Gerardo, Unidades Tecnológicas de Santander
MORALES, Manuel, Unidades Tecnológicas de Santander
JAIMES, Jose Luis, Unidades Tecnológicas de Santander
SANTOS JAIMES, Alfonso, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
En este trabajo se presenta la implementación de un banco de estudio de corrosión para ensayos de niebla salina en
laboratorio según normas ASTM B-117‚ donde se tienen tres componentes básicos‚ una cámara de niebla‚ un depósito para
la solución de sal y una unidad compresora con los respectivos controles. Se seleccionaron los materiales y los componentes
para la elaboración del equipo‚ en función del fluido de trabajo y de las temperaturas máximas y mínimas de trabajo. Con
23
base en experiencias de otros desarrollos del equipo‚ se obtuvo una unidad compacta‚ con los módulos montados en un
único chasis‚ que genera una mayor seguridad de operación. Este ensayo consiste en exponer una o varias probetas a una
aspersión de solución salina‚ la cual es preparada en un tanque de alimentación‚ conectado por tubería a un reservorio
ubicado en la parte interna de la cámara‚ desde donde se atomiza por medio de una unidad compresora que suministra aire
libre de impurezas. En el reservorio se encuentra un flotador de nivel y en la parte superior una torre de aspersión por donde
sale la solución en forma de niebla‚ actuando en las probetas por la geometría de la cámara. Una temperatura de 35 ºC en la
cámara se garantiza mediante una resistencia de calefacción durante su operación‚ fijada por medio de un controlador
programable. Con un temporizador digital se programa el tiempo de duración de la prueba. Para validar el equipo‚ se
realizaron dos pruebas completas‚ una que consistió en operar la máquina sin probetas durante 24 horas seguidas para
comprobar el funcionamiento del equipo y otra involucrando probetas de acero 1020‚ cobre y aluminio‚ donde se corroboró
el proceso de oxidación.
Keywords; cámara de niebla salina, corrosión, prueba de corrosión.
DIRECT DEPOSITION OF ELECTROLESS NI-P COATINGS ON MAGNESIUM
WINTH A CHROMIUM-FREE PROCESS
ZULETA GIL, Alejandro Alberto, Universidad Pontificia Bolivariana
CORREA, Esteban, SENA
CASTAÑO, Juan Guillermo, Universidad de Antioquia
ECHEVERRÍA, Félix, Universidad de Antioquia
SKELDON, Peter, University of Manchester
THOMPSON, George, University of Manchester
ABSTRACT / RESUMEN
Magnesium and its alloys are important materials in the manufacture of light parts in industrial fields such as automotive‚
aerospace and sports‚ among others. In recent years magnesium alloys applications have increased due to a strong demand
for portable electronic devices. However‚ the widespread application of magnesium and magnesium alloys has been limited
because of their high chemical reactivity and low corrosion and wear resistance. Development of anticorrosive strategies
and chromium-free surface treatments is necessary in order to improve the practical usage of magnesium alloys. In this
work an alkaline electroless treatment that forms a low-phosphorus Ni–P coating on magnesium is described. Such coating
acts as chromium-free pre-treatment that shown to provide a suitable base for the deposition of a high-phosphorus nickel
coating using a slightly acidic bath. Both procedures are chromium-free and no activation was needed. Influencing factors‚
such as deposition time and post treatment‚ on the corrosion resistance were studied. The morphology and composition of
coatings were investigated by means of scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray (EDX).
Corrosion behavior was assessed using hydrogen evolution and potentiodynamic polarization measurements. It was
observed that during the initial stage‚ a slight dissolution of magnesium occurs‚ which provides electrons for nickel
reduction and the subsequent formation of fine nickel crystals‚ leading to the formation of a porous Ni-P coating. Posttreatment of the Ni-P coating in an acid bath allows the formation of an amorphous coating with reduced porosity that
enhances the corrosion protection of the magnesium.
Keywords; Light alloys, Corrosion, electroless coatings, Chromium-free process.
IMPROVEMENT OF SURFACE PROPERTIES OF MAGNESIUM WITH
AUTOCATALYTIC COMPOSITE COANTINGS
JIMÉNEZ, Julieth Paola, Universidad de Antioquia
CALDERÓN, Jorge Andrés, Universidad de Antioquia
24
ABSTRACT / RESUMEN
In this work Ni-P-nanocomposite coatings were directly deposited on commercial purity magnesium in order to study the
effect of the presence of ceramic nanoparticles TiO2‚ SiC and diamond on the corrosion-erosion resistance and
microhardness on Mg/Ni-P system. Scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy-dispersive X-ray
spectroscopy (EDS)‚ micro-Raman spectroscopy‚ infrared spectroscopy (IR)‚ X-ray diffraction (XRD) and microhardness
measurements were employed to study the characteristics of the coatings. The corrosion-erosion behavior of the coated
magnesium was evaluated by means of in-situ polarization and electrochemical impedance tests in a 3.5 wt. % sodium
chloride solution. Both the corrosion-erosion resistance and the microhardness of the coating were also increased. According
to the electrochemical tests the nanocomposites coatings exhibits a better corrosion-erosion resistance compared with Ni-P
coatings due to the formation of a hydroxide film which is formed independently of nature and concentration of the
nanoparticles. The hardness of the system was improved.
Keywords; Nanocomposites coatings, Light alloys, Corrosion-erosion tests
VIABILITY OF THE USE OF COATINGS IN MECHANICAL ELEMENTS USED
IN AGRO-INDUSTRY
SANTOS JAIMES, Alfonso, Universidad Pontificia Bolivariana
RAMIREZ JAIMES, Zulma, Unidades Tecnologicas de Santander
GUZMAN LOPEZ, Rolando Enrique, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
Some of the mechanical elements used in agro-industrial activities are aimed to come into contact with abrasive and
abradable materials, being one of the most representative, the blades and plow discs. Materials used for these applications
must have mechanical properties that allow to prolong their life time, which is why steel of high hardness and high abrasive
wear resistance are used. This project aims to compare the wear resistance of two commercial anti-wear steels such as AISI
5130 and MAXDUR 450; and a carbon steel coated with micron-sized particles of Al2O3-50% TiO2 Wt deposited through
a thermal spraying by flame process. The methodology used to develop the project involves the manufacture and preparation
of the specimens; deposition of coatings and conducting of abrasive wear resistance tests which are adapted to the
specifications defined in ASTM G65-04 standard (Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand /
Rubber Wheel Apparatus). The results obtained indicate that the coatings of TiO2 Wt Al2O3-50% have a higher resistance
to abrasive wear than the two anti-wear steels commonly used for these applications due to the total mass lost during the
tests was 0.786, 1.1377 and 1.5647 grams for the coating, the 450 MAXDUR and AISI 5130 steel respectively. Other trends
observed in the obtained results is the linear behavior of all analyzed materials between the abrasive wear resistance and the
linear distance covered; and the high roughness of the deposited coatings due to the process used and that is reflected in the
high weight of the material lost during the test in small covered distances with respect to the other materials tested.
Keywords; Recubrimientos, Rociado Térmico, Desgaste Abrasivo, Antidesgaste, Agroindustria.
ESTRATEGIAS ESTRUCTURALES DE LAS PLANTAS HERBÁCEAS Y SU
APLICACIÓN A LA INGENIERÍA MECÁNICA
25
VALENCIA ESCOBAR, Andrés Hernando, Universidad Pontificia Bolivariana
ZULUAGA GALLEGO, Robin Octavio, Universidad Pontificia Bolivariana
CRUZ RIAÑO, Luis Javier, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
Las plantas son seres vivientes que dentro de sus funciones vitales tienen el auto-sostenerse y soportar cargas externas sin
fallar. Esta condición hace que desde el punto de vista de la evolución las plantas actuales hallan logrado desarrollar un sin
número de mecanismos estructurales que se han adaptado a todas las posibles combinaciones de cargas a las que se han
sometido durante miles de millones de años. Si se observa detenidamente las situaciones estructurales a las que someten las
plantas son en muchos casos‚ similares a las que deben atender los diferentes componentes que se diseñan en las aplicaciones
ingenieriles. Esta condición hace que tomar como referencia a las plantas para el diseño de componentes mecánicos
estructurales represente una oportunidad de mejoramiento y optimización. El modelo metodológico mediante el cual esto
se puede desarrollar se denomina biomimética y propicia la abstracción de patrones y/o principios de la naturaleza para su
implementación en soluciones artificiales con el fin de mejorar su desempeño funcional. Dentro de todos los tipos de plantas‚
las herbáceas se presentan como un foco de estudio estructural valioso‚ toda vez que no tienen madera en su estructura
interna‚ por lo que han tenido que desarrollar soluciones estructurales para soportar las mismas condiciones funcionales que
aquellas plantas que cuentan con este tipo de material. Se suma a lo anterior que existen plantas herbáceas que pueden
compararse en tamaño con las plantas maderables‚ por lo que su análisis representa un interés particular. Este trabajo tiene
como objetivo mostrar las estrategias estructurales identificadas en el peciolo (estructura que une el tallo con las hojas) de
la especie Ravenala madagascariensis. Esta especie de planta herbácea llega a medir 30 metros de altura y tener un follaje
(combinación de peciolo más lámina de la hoja) que alcanza los 8 metros de longitud. Estas dimensiones y la ubicación
original de la planta (Madagascar) hacen que su estructura evidencie muestras de adaptación estructural con alto potencial
de transferencia al diseño mecánico. Para la identificación morfológica se utilizó fotografía digital de alta definición‚
microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. También se hizo análisis digital de imágenes‚ modelación y análisis
por elementos finitos. Para la caracterización mecánica estructural se desarrollaron ensayos de flexión‚ torsión y
compresión. Se encontró que las características geométricas de la sección transversal del peciolo‚ la combinación de
diferentes materiales con diferentes propiedades mecánicas y diferentes formas y LA organización jerárquica de los
materiales en diferentes niveles de escala‚ pueden reconocerse como las principales estrategias con potencial de
transferencia para el diseño de sistemas que deban atender cargas de flexión y torsión y en los cuales las condiciones de
pandeo local sean críticas.
Keywords; Biomecánica de Plantas, Biomimética, Ravenala madagascariensis.
ANÁLISIS BIOMECÁNICO ESTRUCTURAL DE PLANTAS TERRESTRES
ZULUAGA GALLEGO, Robin Octavio, Universidad Pontificia Bolivariana
SALDARRIAGA ESCOBAR, Jorge Enrique, Universidad Pontificia Bolivariana
REY GALLEGO, Catalina, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
El diseño estructural es un campo de investigación y desarrollo con alto potencial de innovación en el cual es posible utilizar
diversas herramientas de trabajo. La biomimética‚ como esquema de diseño que permite transferir soluciones funcionales
26
naturales a soluciones artificiales se presenta como una de las herramientas con mayor posibilidad de trabajo en el mundo.
Dentro de la biomimética‚ el trabajo con las plantas como referente ha demostrado ser de gran utilidad en la medida en que
ellas representan un ejemplo de sistemas estructurales multifuncionales eficientes y especializados y cuyo análisis implica
una oportunidad de innovación para el diseño de soluciones técnicas estructurales‚ en términos de su optimización desde el
peso y el costo. Para biomimetizar los principios estructurales de las plantas‚ hay primero que identificarlos y
caracterizarlos‚ sin embargo no se ha evidenciado un proceso metodológico que permita hacer esto de manera sistemática‚
y menos si lo que se quiere es que el proceso sea desarrollado por profesionales de disciplinas ajenas a la botánica como la
ingeniería‚ el diseño industrial o la arquitectura. En este trabajo se muestra el proceso de desarrollo de una metodología para
la caracterización biomecánica estructural de órganos y partes de plantas terrestres como un aporte al mejoramiento del
campo del diseño mecánico. La metodología propuesta fue desarrollada desde una mirada interdisciplinaria que incluye la
botánica experimental‚ la ingeniería mecánica y el diseño industrial y vincula variables de tipo cuantitativo y cualitativo a
partir de un esquema de trabajo con matrices de doble entrada. La metodología fue validada con la caracterización del
desempeño del peciolo de la Ravenala madagascariensis como estudio de caso‚ demostrando ser una herramienta versátil y
útil para el apoyo a procesos de diseño basados en las soluciones naturales.
Keywords; Biomecánica de Plantas, Biomimética, Ravenala madagascariensis, Caracterización Mecánica.
EFECTOS DEL ÍNDICE DE MASA CORPORAL (IMC) EN LA GENERACIÓN DE
ESFUERZOS INTERNOS EN AMPUTADOS TRANSFEMORALES
MEJÍA BLANDÓN, Carlos Alberto, Universidad de Antioquia
VILLARAGA OSSA, Junes Abdul, Universidad de Antioquia
MORALES HURTADO, Sebastían De jesús, Universidad de Antioquia
ABSTRACT / RESUMEN
En las personas que presentan movilidad reducida por amputación‚ es necesario el uso de una prótesis que reemplace la
funcionalidad del miembro amputado; el uso de estos elementos transmite cargas al miembro residual‚ por lo cual debe ser
adaptado al muñón de forma que este lo asimile completamente‚ éste proceso toma tiempo y puede ser traumático en algunos
casos por la sensación de incomodidad y la generación de problemas cutáneos y subcutáneos. Las cargas aplicadas al
miembro residual se transforman en esfuerzos en los tejidos blandos‚ generando heridas tanto internas como superficiales.
En estudios realizados previamente sobre tejido muscular se ha establecido un umbral de la magnitud del esfuerzo que puede
soportar antes de que se presenten ulceras por presión o la muerte celular que conlleva a una nueva amputación. En esta
investigación se realiza la modelación tridimensional del miembro residual de un amputado transfemoral que incluye la
piel‚ el tejido graso‚ el músculo y el Fémur‚ se establecen las condiciones de carga para la fase de apoyo durante el ciclo de
la marcha‚ se calcula el índice de masa corporal (IMC) inicial del individuo y se realiza un análisis de la incidencia de la
variación de este índice sobre los esfuerzos en el tejido muscular para establecer su influencia sobre la generación de ulceras
por presión.
Keywords; Biomecánica, Ulceras por presión, Tejidos Blandos, Amputado transfemoral.
DESARROLLO DE UN SISTEMA ECONÓMICO PARA LA IRRIGACIÓN
AUTOMÁTICA DE PLANTAS BASADO EN UN CONTROLADOR FUZZY
CÓRDOBA, Edwin, Universidad Pontificia Bolivariana
REYES, Miguel, Universidad Pontificia Bolivariana
27
ABSTRACT / RESUMEN
La irrigación de plantas en casas y en jardines comerciales requiere una frecuente atención y cuidado‚ y en muchas ocasiones
no se dispone del tiempo necesario para realizar una correcta irrigación‚ por tal motivo se presenta el siguiente trabajo que
tiene como objeto el desarrollo de un sistema económico para la irrigación automática de plantas. Con el presente desarrollo
se logra una óptima irrigación de las plantas por el uso económico del agua por medio de un control fuzzy. La economía del
agua ha sido un tema muy tratado en los últimos años y según un reporte del Grupo del Banco Mundial en la mayoría de
los países de 60 - 80% del agua fresca es utilizada para la agricultura‚ por tal motivo el agua fresca debe ser optimizado
para garantizar que más agua fresca sea utilizado para otros propósitos vitales. Esta agua en la irrigación puede optimizarse
de varias formas‚ primero aplicando agua lo más cercano posible a la zona donde se encuentra las raíces previniendo que
un exceso de agua se filtre y se evapore‚ y segundo evitando irrigar las plantas cuando la temperatura ambiente es alta‚
previniendo que el exceso de perdida de agua por evaporación. Además de esto es necesario conocer la cantidad de agua
óptima que se debe suministrar en cada irrigación‚ esto se puede lograr si se mide constantemente la humedad de la tierra.
Como forma de dar solución a este problema‚ se presenta el desarrollo de un prototipo económico‚ tanto en hardware como
software‚ para la irrigación automática de las plantas basado en un controlador fuzzy y usando como variables de entrada
la temperatura ambiente y la humedad de la tierra‚ y como variable de control la cantidad de agua de irrigación.
Keywords; Irrigación, Fuzzy, Humedad, Suelo, Plantas.
DETECTION AND CHARACTERIZATION OF DEFECTS IN MOVING PARTS
OF WIND TURBINES
FORERO GARCÍA, Edwin Francisco, Universidad Santo Tomás
TIBADUIZA, Diego Alexander, Burgos
ANAYA, Maribel, Vejar
ABSTRACT / RESUMEN
When you are speaking of detection‚ localization and characterization of defects in a material or a part that make up a
structure using the transmission and reception of ultrasonic signals‚ different strategies are used to achieve extract
information from the part under evaluation. For this‚ it is then possible to use distributed arrays of sensors on the surface of
it‚ or using scanning techniques such as are A-scan‚ B-scan or C-SCAN‚ where you can increase the level of detail regarding
location ‚ orientation and size of defects found‚ according to the strategy used. However‚ the systems and inspection
techniques are often limited by the geometries and access to the different types of structures. Because of this‚ the acquisition
of the return signals‚ for identification and attenuation time‚ can suppress valuable information for accurate characterization
of imperfections found in shape and location. In this paper the use of power spectral analysis of processing as a tool for the
return signals is proposed. This analysis allows determining the distribution of power in a frequency range. This
methodology is useful in nondestructive evaluation using ultrasound when it is not possible to have full access to the
structure under inspection‚ as in the case of a aerogenerado operating‚ and its application is demonstrated with this technique
to make the study of different echoes captured according to the geometry of the part and comparing said conducting analysis
with previously established patterns of shapes‚ orientations‚ and sizes of defects found.
Keywords; wind turbines, power spectral analysis, nondestructive testing
IDENTIFICACIÓN DE FASES EN JUNTAS SOLDADAS AA5083-H116 POR
DIFRACCIÓN DE RAYOS X Y MICROANÁLISIS DE ESPECTROMETRÍA
DISPERSIVA DE ENERGÍA (EDS)
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NIEBLES NUÑEZ, Enrique Esteban, Universidad Autónoma del Caribe
UNFRIED SILGADO, Jimy, Universidad Autónoma del Caribe
TORRES SALCEDO, Jaime Elías, Universidad del Norte
RAMÍREZ LONDOÑO, Antonio J., Brazilian Nanotechnology National Laboratory; CNPEM/ABTLuS. Campinas; Brasil
ABSTRACT / RESUMEN
El objetivo de este trabajo es caracterizar las fases en las regiones de soldadura de la aleación AA5083-H116 en juntas
soldadas a tope‚ de una sola pasada‚ con material de aporte ER5183‚ proceso GMAW-P automatizado y protección con
mezcla de gas 80Ar19He1O2‚ con parametrización de soldadura ajustada para obtener dos aportes térmicos denominados
alto y bajo. La metodología incluyó un análisis previo de resultados de microscopia óptica que permitió observar probables
cambios morfológicos en las estructuras de solidificación en las uniones soldadas bajo los diferentes aportes térmicos
experimentados. La simulación de transformaciones de fase en equilibrio‚ mediante termodinámica computacional‚
soportando su evaluación con el método Calphad permitió obtener diagramas pseudobinarios de Al-Mg que muestran los
campos de estabilidad de las fases de la aleación en estudio. El análisis microestructural con técnicas de microscopía
electrónica de barrido (SEM) y espectrometría dispersiva de energía (EDS) permitió identificar morfologías de partículas
de segunda fase y composición química para la caracterización básica completa de los precipitados en las regiones de
soldadura. Por último‚ se utilizó difracción por rayos X (DRX) para la identificación de fases‚ permitiendo obtener
difractogramas que complementaron los resultados obtenidos con SEM-EDS. El análisis muestra que la fase identificada
con estructura FCC de Aluminio rica en solución sólida de Magnesio corresponde a la matriz de la aleación soldada
AA5083-H116‚ mientras que otras fases predominantes en las regiones de soldadura son precipitados intermedios de
segunda fase: FeAl6‚ FeAl y MnAl12.
Keywords; Identificación de fases, Juntas soldadas AA5083-H116 , Espectrometría dispersiva de energía (EDS) ,
Difracción por rayos X (DRX) , GMAW
FATIGUE ANALYSIS OF A FRANCIS TURBINE SHAFT‚ BASED ON REAL
LOAD HISTORY USING MULTIAXIAL STRESS APPROACH
CASANOVA, Fernando, Universidad del Valle
MANTILLA VIVEROS, Carlos Alberto, Empresa de Energía del Pacífico
VALDÉS ORTIZ, Jairo Antonio, Universidad del Valle
ABSTRACT / RESUMEN
Hydroelectric power plants are required to work at different power levels to follow the energy demand. The change of power
level‚ including starts and stops produce fluctuation of stresses on the structural components of the generators which may
produce fatigue failure with catastrophic consequences. This study shows a fatigue analysis performed on the shaft of a
Francis turbine from a hydroelectric company. Normal and shear stresses at controlled power levels were measured on the
shaft using strain gauges and data transmission by radio frequency. The load history of the machine during one month of
normal operation was obtained by registering the power level including start and stops of the machine. Then‚ the load history
and the measured stresses were fit to obtain a stress history. Stress reversals were counted from the stress history by using
the Wang and Brown algorithm. The Wang and Brown multiaxial fatigue model was used to calculate the damage on the
shaft produced for each reversal. Finally the Miner´s cumulative damage rule was used to estimate the total damage and the
fatigue life of the shaft.
29
Keywords; Multiaxial stress, Fatigue, Hydroelectric power plant, Francis turbine
PORTLAND CEMENT REINFORCED WITH MAGNETITE PARTICLES
COLORADO, Henry A, Universidad de Antioquia
VANEGAS, Jose Manuel, Universidad de Antioquia
ABSTRACT / RESUMEN
Resumen En este trabajo se estudian compuestos de cemento portland ordinario con magnetita. Se realizaron mezclas de
1.0‚ 2.5‚ 5.0‚ 10‚ 20‚ 40 y 50 por ciento en peso de magnetita mezclada con cemento. La caracterización se realizó mediante
espectroscopia Mössbauer‚ microscopía electrónica de barrido‚ microscopía óptica. La resistencia a la compresión y la
densidad fue evaluada para todas las composiciones. Además‚ se usó difracción de rayos x para conocer la estructura
cristalina del material involucrado. Estos materiales pueden ser usados como cementos con alta resistencia‚ para
apantallamiento de la radiación y cementos con propiedades magnéticas especiales. Palabras clave: cemento Portland‚
magnetita. Abstract Magnetite powder blended with ordinary Portland cement are investigated in this research. Samples
with 1.0‚ 2.5‚ 5.0‚ 10‚ 20‚ 40 and 50wt% of magnetite over cement were fabricated. Characterization was conducted by
Mössbauer spectroscopy‚ scanning and optical electron microscopy. Density and compressive strength was evaluated for
all composition as well. In addition‚ x-ray microscopy was used to identify the microstructure of samples. These materials
could be used for structural applications‚ for radiation shielding‚ and for applications that require magnetic properties.
Keywords; Cemento portland, magnetita, compresion.
LA AUTOMATIZACIÓN COMO HERRAMIENTA PARA AUMENTAR LA
PRODUCTIVIDAD DEL PROCESO INDUSTRIAL DE EMPACADO DE DIENTES
ARTIFICIALES
CASTAÑO, Juan Esteban, Universidad Nacional de Colombia
HERNÁNDEZ, Juan Camilo, Universidad Nacional de Colombia
CARMONA, Rosaura, New Stetic S.A
RAMIREZ, Juan Fernando, Universidad Nacional de Colombia
ESPINOSA, Jairo José, Universidad Nacional de Colombia
ABSTRACT / RESUMEN
En la actualidad‚ como consecuencia de la competencia ofrecida por el mercado‚ los procesos de producción se ven
obligados al continuo mejoramiento de sus operaciones‚ con el fin de reducir costos y tiempos de fabricación‚ manteniendo
una alta calidad en los productos. En el caso de la fabricación de dientes artificiales‚ la oferta tecnológica de maquinaria es
reducida‚ lo cual disminuye la posibilidad de mejora de este tipo de procesos‚ obligando a las empresas a desarrollar su
propia tecnología. Una de las etapas en el proceso productivo de dientes artificiales‚ es el emplaquetado‚ proceso en el cual
se posiciona el conjunto de dientes sobre una plaqueta con cera y luego se empacan en cajas por 20 plaquetas para la entrega
al cliente. A la fecha en la empresa New Stetic‚ este proceso es desarrollado de forma manual. Con el fin de aumentar la
productividad de la etapa de emplaquetado se diseñó un prototipo semiautomático‚ con el cual se reducen las actividades
manuales. En este artículo se presenta los resultados de la simulación de tiempos y movimientos en el software Simul8 del
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prototipo diseñado‚ teniendo en cuenta tanto las eficiencias de las máquinas como de los operarios. Bajo los parámetros
simulados se espera pasar de una producción de 70 cajas/turno a 115 cajas/turno‚ con lo cual se evidencia un incremento
del 60‚87 %.
Keywords; Automatización, Dientes artificiales, Productividad, Proceso industrial
INFLUENCIA DEL TRATAMIENTOS CRIOGÉNICO EN EL TAMAÑO DE
GRANO‚ MICRODUREZA Y DUREZA DEL LATÓN 60-40 Y BRONCE SAE 64
SABOGAL VANEGAS, Jerly Tatiana, Universidad Libre
ABSTRACT / RESUMEN
En estudios previos se ha demostrado que al someter aceros y aluminios en nitrógeno líquido y alcanzar temperaturas de 196 °C (punto de ebullición de este) y sosteniendo está en un tiempo determinado se aumenta la resistencia al desgaste‚ la
vida a fatiga‚ la tenacidad y la conductividad. Este procedimiento se denomina tratamiento criogénico y no es superficial ya
que afecta a todo el material. Las aleaciones de cobre poseen propiedades como buena ductilidad‚ fácil maquinado‚ dureza‚
resistencia mecánica‚ resistencia al desgate y a la corrosión‚ por tal razón son muy utilizadas en la industria. La aplicación
de este tratamiento se emplea para mejorar problemas de desgaste y fatiga‚ lo que genera un aumento en la vida útil del
material‚ por esta razón surge la necesidad de emplear este tipo de tratamiento en el latón 60-40 y bronce SAE 64‚ ya que
son los más usados comercialmente y están sometidos a trabajos pesados‚ con alta resistencia al desgaste y a la corrosión.
En este caso se analiza por medio de microscopia óptica convencional y se observa una variación del tamaño de grano
volviéndose más fino lo que podría afectar las propiedades mecánicas del material‚ las cuales se comprueba por medio
ensayo de microdureza y dureza observando un aumento después del tratamiento‚ se debe determinar los cambios
microestructurales producidos en los materiales por las bajas temperaturas así como de las causas que los promueven.
Keywords; Tratamiento Criogénico, Tamaño de Grano, Microdureza
DESARROLLO DE COMPUESTOS ALUMINIO-ZEOLITA ALUMINUMZEOLITE COMPOSITES
ALFONSO SALAZAR, Jhonathan, Universidad de Antioquia
COLORADO, Henry A., Universidad de Antioquia
TORREZ, Edwar, Universidad de Antioquia
MEZA, Juan, Universidad Nacional
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ABSTRACT / RESUMEN
Resumen En este trabajo se estudian diversas mezclas de polvos de aluminio con polvos de zeolitas. El aluminio y las
zeolitas tienes densidades muy bajas por lo que la principal motivación de este trabajo es producir compuestos de matriz
metálica con muy bajas densidades. Hasta 15v% de zeolita en polvo fue adicionada. Se hizo caracterización de las muestras
con microscopia electrónica de barrido y óptica. Además se incluye caracterización por difracción de rayos X. La fabricación
se realizó mediante sinterizado a diferentes presiones y temperaturas. Finalmente se presenta un estudio de los parámetros
del proceso y su influencia en la microestructura. Abstract. In this paper aluminum and zeolite powders were mixed in
different concentrations. Aluminum and zeolite powders have very low densities and therefore the main idea in this
investigation is to develop metallic matrix composites with very low densities. Up to 10v% of zeolite powders were added.
Characterization was conducted by scanning electron and optical microscopies. In addition‚ x-ray diffraction is also
included. Manufacturing was done by sintering at different pressures and temperatures. Finally‚ the influence of process
parameters in the microstructure is analyzed.
Keywords; Compuestos, Zeolitas, Aluminio, Sinterizado.
TRIBOMETER SYSTEM DESIGN AND MECHATRONICS
RUEDA FLOREZ, Jhonattan Didier, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
The objective of this project was to develop a very accurate (Small steady state error) and efficient customized system
considering all its software and mechatronic hardware components. The system design includes specific features of
importance to the application of the custom designed tribometer. The system design allows for the performance of tests that
simulate the wear‚ friction and lubrication conditions specific to machining operations. This tribometer machine is to be
used for tool testing to characterize coating performance in metal cutting operations. The hardware involved in the project
include: a High-Performance Stepper/Servo Motion Controller board‚ Kistler charge amplifier‚ force sensor‚ torque sensor‚
temperature infrared sensor‚ motors‚ encoders‚ servomotor amplifiers‚ EasyHeat precision induction heating system‚ gears‚
pin‚ disc‚ cooler‚ among others. The newly developed software design includes the following main characteristics: the
Proportional-Integral-Derivative (PID) Temperature controller‚ the Dual Loop Feedback – Adaptive PID Load Controller
and a PID Velocity and Position controller. The system design also contains data acquisition through the motion control
board. A variety of safety features were also added and a graphical user interface was also developed to enhance the setup
and functionality of the system.
Keywords; System Design and Mechatronics , Industrial Manufacturing - Tribometer , Instrumentation and Control,
Engineering, PID Control, LabView.
CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DE UN ALUMINIO 6061 SOMETIDO A
ALTAS TASAS DE DEFORMACIÓN MEDIANTE UN ENSAYO DE KOLSKY O
SHPB
QUIÑONES CORTÉS, Jhon Jairo, Universidad de los Andes
MARTINEZ POSADA, Daniela Carolina, Universidad de los Andes
ACOSTA PARRA, Camilo Alfonso, Universidad de los Andes
LASERNA MONTOYA, Juliana Andrea, Universidad de los Andes
TORRES PUENTES, Andres Felipe, Universidad de los Andes
HERNANDEZ ACEVEDO, Camilo, Universidad de los Andes
32
ABSTRACT / RESUMEN
Determinar el comportamiento de los materiales a altas tasas de deformación es de gran interés para diferentes aplicaciones
estructurales y militares‚ así como también para el diseño de dispositivos de protección personal y otros componentes
sometidos a carga dinámica. Este trabajo presenta la respuesta dinámica de una aleación de Aluminio comercial 6061 T6
sometida a un ensayo de impacto Kolsky o Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)‚ mediante curvas de esfuerzo-deformación
a altas tasas de deformación que son comparables con la curva obtenida en un ensayo de tensión cuasiestático convencional
realizado en una máquina universal Instron®. Inicialmente‚ se muestran los resultados de la caracterización físico-química
y cuasiestática del material‚ así como también la geometría de las probetas y las velocidades de impacto óptimas que
cumplen con los requisitos indispensables para evitar daños en el equipo SHPB. Finalmente‚ se presenta el análisis de la
compresión del material mediante el uso de una cámara de alta velocidad‚ y las gráficas de esfuerzo-deformación obtenidas
con un software capaz de filtrar las señales del evento dinámico.
Keywords; Ensayo de Kolsky, Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), Caracterización dinámica
MECHANICAL AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF BOROTEC APPLIED
BY THERMAL SPRAY ON STEEL VALVES FOR DIESEL ENGINES.
BANGUERA PAZ, José Luis, Universidad Autónoma de Occidente
ALBA DE SANCHEZ, Nelly Cecilia, Universidad Autónoma de Occidente
CORREA BALLESTEROS, Faber, Universidad Autónoma de Occidente
ABSTRACT / RESUMEN
This research was conducted to find an alternative solution of wear problems due to friction and temperatures occurring on
exhaust valves of a diesel internal combustion engine. Mechanical and tribological properties of Cr-Ni-B based thermally
sprayed hard coating was studied and compared with properties of a Cr-Ni-Mn steel substrate. Hardness of no-coated and
hard coated substrates was evaluated and a micro hardness profile on a cross-section of the coated sample was done.
Coefficient of friction and weight loss on dry sliding conditions were studied by the pin on disk test. Wear mechanisms
occurring on wear track was analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM). Microstructure on a cross section of the
coating was analyzed by optical microscopy. The adhesion coating was studied by the scratch test and thermal stability was
analyzed by thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The results indicated that mechanical
and tribological properties were increased by using a Cr-Ni-B thermally sprayed coating. The weight loss of the coating
associated with sliding wear was less than mass loss of substrate‚ and the coefficient of friction of the coating and the
substrate were similar. Nevertheless‚ the friction coefficient behavior was steady in the coating and unsteady in the substrate
during the dry pin on disk test. SEM analysis showed scuffing wear and adhesive wear on coating wear track and abrasive
wear (ploughing) on substrate wear track. Transversal and surface scratch test confirmed high adhesion/cohesion bond
strength of the coating. TGA and DSC results showed that the coating presented mass stability at high temperatures in
nitrogen atmosphere and showed coating crystallization enthalpy was determined.
Keywords; Thermal spray, Scuffing, Wear, Crystalization enthalpy, Hard coating
ANGLE MEASUREMENT SYSTEM OF HIGH RESOLUTION FOR UPPER LIMB
USING A LOW-COST SERVOMOTOR
33
BOTERO VALENCIA, Juan Sebastian, Instituto Tecnológico Metropolitano
RESTREPO ZAPATA, Julio Pastor, Instituto Tecnológico Metropolitano
DE OSSA JIMENEZ, Maria Teresa, Instituto Tecnológico Metropolitano
ABSTRACT / RESUMEN
Currently‚ the barrier that exists in the design of man-machine interfaces has been reduced. More and more technologies
aim to obtain physical variables derived from biomechanical variables and these are translated into useful information for
consumer electronics devices. This translates into a market where nowadays the information of daily physical activity is
acquired easily e.g. through the clothing and connected and integrated easily with mobile devices and even the Internet.
Beyond that‚ today methods of sports training and rehabilitation analysis ae required that are objectively measurable and
portable and allow analyzes without supervision of a trained professional. For this reason‚ in this study‚ the biomechanical
design and coupling of a servomotor as measuring element for determining the angle of elbow flexion in humans is
presented. This requires a digital servomotor with a 12-bit low charge encoder type "contactless absolute"‚ which makes
the holding torque negligible; and that is important in this application‚ because the servomotor is used as a sensor and not
as the actuator and is expected to produce the least possible resistance to the movement of the elbow. Additionally‚ the
biomechanical design of the structure for coupling the servomotor was carried out considering the different movements of
the arm and forearm and considering that at no time it should interfere with the natural movement of the arm. The
measurement resolution allows obtaining the flexion angle to an accuracy of 0.088 °; and integrated into the embedded
system used to communicate with the servomotor; this allows obtaining and analyzing data and integrating temporarily
information for counting repeats or measuring the speed of movements‚ among others. This system will also be useful and
should be employed in the comparison and calibration of other compatible biomechanical analysis models where the same
movement is analyzed but cameras or Inertial Measurement Units are used as measuring elements. Is worth mentioning that
all the hardware elements used in the development of this idea are inexpensive thus allowing the necessary testing‚ the data
analysis and the interpretation of the outcome can be replicated easily and used as an educational tool within courses of
undergraduate and master level. Finally‚ the system developed and integrated in this work includes the adaptive
biomechanical design‚ the prototyping and manufacturing‚ the coupling with the servomotor and the program for the
embedded system that allows translating the flexion information into meaningful information for the biomechanical
analysis. Such initiatives aim on integrating low-cost technologies in applications that enhance the acquisition of
information in rehabilitation systems‚ sports or the monitoring of physical activity in general and thus can have an impact
on the customer’s quality of life.
Keywords; Angle measurement, Upper limb, Servomotor, Biomechanical.
SENSOR FUSION SYSTEM TO ESTIMATE THE TRAJECTORY OF A LOW
COST MOBILE ROBOTIC PLATFORM USING AN INERTIAL MEASUREMENT
UNIT
BOTERO VALENCIA, Juan Sebastian, Instituto Tecnológico Metropolitano
RICO GARCIA, Mateo, Instituto Tecnológico Metropolitano
VILLEGAS CEBALLOS, Juan Pablo, Instituto Tecnológico Metropolitano
ABSTRACT / RESUMEN
34
The miniaturization of electronic devices‚ including micromachined sensors‚ and the increase in the processing capacity of
low-cost embedded systems have allowed the development of new applications by capturing physical information using
processing algorithms in the area of sensor fusion. This fusion allows the derivation of information from measures and
reduces the estimation error by combining observations or by integrating algorithms. Particularly in recent years‚ Inertial
Measurement Units have been developed‚ accompanied by sensor fusion techniques to derive all kinds of mechanical
variables used nowadays in almost every mobile consumer device to interpret motion variables. Furthermore‚ the mobile
robotic platforms have focused increasingly on daily life applications; it is estimated that in 2013 more than 6 million of
those units were in use. Growth in this segment also encouraged the development of an area of research aimed at design and
implementation of navigation systems that enable robots to map the environment and to identify and overcome obstacles to
perform their specific task. Until now‚ most of the operating units derive information about the spatial location and obstacles
from encoder signals from the wheels and collisions with objects‚ respectively. Although this method has proven effective
in domestic applications‚ it is certain that sensory fusion can optimize currently present problems and for this reason we
carried out the here described study. In this paper‚ the development and implementation of an algorithm is presented to
identify the trajectory of a mobile robot based on data from an Inertial Measurement Unit with nine degrees of freedom
consisting of three accelerometers‚ three gyroscopes‚ three magnetometers‚ and an additional temperature sensor to
compensate for temperature errors. The combined information from this set of sensors allows determining the trajectory and
orientation of the robot at any moment to complement the information from its navigation system. Initially‚ it was necessary
to build controlled test environments that allow observing and getting to know the trajectory and the dimensions thereof for
capturing the raw data of the mobile robotic platform. Subsequently‚ the data was processed off-line implementing a Kalman
filter to remove Gaussian noise from the signal; then the sensor fusion algorithm was implemented allowing estimating the
trajectory and the absolute orientation of the mobile robotic platform. Is worth mentioning that all the hardware elements
used in the development of this idea are inexpensive thus allowing the necessary testing‚ the data analysis and the
interpretation of the outcome can be replicated easily and used as an educational tool within courses of undergraduate and
master level. Finally‚ this initiative aims to explore the link between mobile robotics and Inertial Measurement Units to
determine the trajectory and the absolute orientation as well as encouraging future studies where this system can be used to
detect errors of other typical navigation systems‚ e.g. to determine the required power according to the inclination of the
surface and to detect collisions‚ among many other applications.
Keywords; Sensor fusión, Trajectory, Mobile robotic platform, Inertial Measurement Unit.
MATERIA PRIMA DE NORTE DE SANTANDER. EVALUACIÓN DE LAS
PROPIEDADES TECNOLÓGICAS AL ADICIONARLE EL RESIDUO DEL
ENSAYO DE ABRASIÓN PROFUNDA
CELY ILLERA, Leonardo, UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
CELY ILLERA, Claudia Vanessa, UNIVERSIDAD BOURNEMOUTH
ANTELIZ CONTRERAS, Keila, UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ABSTRACT / RESUMEN
Se ha realizado el estudio del comportamiento de una arcilla de la formación Guayabo del Área Metropolitana de San José
de Cúcuta al ser mezclada con corindón; este trabajo es la continuación de otros realizados con anterioridad. En esta materia
prima los minerales dominantes son‚ la caolinita y los micáceos; posee cuarzo‚ carbonatos y óxidos de hierro libres‚ además
de una excelente plasticidad y una buena distribución granulométrica. Se realizaron tres mezclas con porcentajes de 5%
(M5)‚ 10% (M10) y 20% (M20) de corindón‚ utilizando la técnica de prensado para el conformado y registrando el control
de proceso en el secado. Se sinterizo en un horno mufla a 1200ºC y 1250ºC y se realizaron pruebas para determinar su
comportamiento tecnológico‚ como fueron contracciones‚ densidad aparente‚ absorción de agua‚ porosidad abierta‚
resistencia mecánica a la flexión y resistencia a la abrasión profunda. Los resultados de la investigación dejaron ver que al
adicionarle corindón al material arcilloso‚ mejora sus propiedades tecnológicas‚ permitiendo así que este residuo sea
utilizado dentro de los procesos industriales y minimizando la contaminación generada por este.
Keywords; Molienda, Prensado, Porosidad, Desgaste, Propiedades mecánicas
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SOLDADURA POR FRICCIÓN EN JUNTAS DISÍMILES ALUMINIO-ACERO
INOXIDABLE
CARDONA GÓMEZ, Mateo, Universidad de Antioquia
ALFONSO SALAZAR, Jhonathan, Universidad de Antioquia
TORREZ, Edwar Andres, Universidad de Antioquia
COLORADO, Henry Alonso, Universidad de Antioquia
ABSTRACT / RESUMEN
Resumen La unión de metales diferentes‚ empleando los métodos convencionales de soldadura por fusión‚ es un desafío
cuyo ápice es el sistema acero-aluminio‚ debido a la formación de compuestos intermetálicos que fragilizan la unión soldada.
En este proyecto fueron desarrollados parámetros para la obtención de junta soldadas disímiles de acero inoxidable y
aluminio en estado sólido mediante soldadura por fricción (Friction welding‚ FW). Se obtuvo el diseño de un cuerpo de
prueba adecuado‚ al igual que la velocidad de rotación‚ deformación y tiempo de sostenimiento adecuados‚ para obtener
juntas sin defectos. Se realizó la caracterización de las juntas soldadas mediante microscopía óptica y electrónica de barrido.
Se estableció la relación de los parámetros de soldadura con la microestructura de las juntas soldadas. Abstract The joining
of different metals using conventional fusion welding methods is a challenge mainly in the steel-aluminum system‚ due to
the formation of intermetallic compounds which weaken the welded joint. In this project they were developed parameters
for obtaining solid state dissimilar stainless steel and aluminum welded joints by friction welding (FW). It was obtained the
design a of suitable body test‚ speed of rotation‚ deformation and time step‚ to get welded joints without defects.
Characterization of welded joints by optical and scanning electron microscopy was performed. It was established the
relationship between the welding parameters and the microstructure of the welded joints.
Keywords; Soldadura por fricción, Unión disimil acero Inoxidable-aluminio, Desarrollo de parámetros soldadura
MATERIALES COMPUESTOS DE CEMENTO PORTLAND REFORZADOS CON
FIBRAS DE GUADUA
QUINTERO DÁVILA, Mauricio, Universidad de Antioquia
COLORADO, Henry, Universidad de Antioquia
ABSTRACT / RESUMEN
El principal objetivo de este trabajo es estudiar el comportamiento mecánico a la flexión de materiales compuestos por
Cemento Portland reforzados con fibras de guadua angustifolia kunth. Mezclas con 0‚ 4 y 8 % como porcentaje en peso de
fibras‚ fueron fabricadas. Se presenta caracterización mecánica y microestructural mediante microscopía Electrónica de
Barrido y microscopía óptica. Además se incluyen ensayos de densidad.
Keywords; Materiales compuestos, Fibras naturales, Guadua
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EVALUACIÓN DEL ESFUERZO DE PRECONSOLIDACIÓN EN SUELOS
AGRÍCOLAS DEL CENTRO AGROPECUARIO MARENGO EN LA SABANA DE
BOGOTÁ
SANDOVAL PABÓN, Rafael Leonardo, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
MOLINA SOLER, Angelica Liliana, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
FORERO CABRERA, Nathalia María, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
CASTILLO HERRAN, Bernardo, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
ABSTRACT / RESUMEN
La degradación de los suelos agrícolas es un problema que ataca directamente a la seguridad alimentaria de las generaciones
futuras‚ situación que está en contravía del primer objetivo de desarrollo del milenio de la Organización de las Naciones
Unidas. Una de las principales formas de degradación del suelo es la compactación la cual impide el crecimiento de raíces
y dificulta la infiltración del agua lo cual a largo plazo puede generar procesos de meteorización y erosión del suelo. La
compactación en gran medida se debe a que sobre el suelo son aplicados esfuerzos superiores a los que puede soportar‚
situación que ocurre con frecuencia con el paso de maquinaria. Un parámetro usado en ingeniería para estimar el máximo
esfuerzo que un suelo ha soportado bien sea por procesos geológicos o humanos es el esfuerzo de preconsolidación‚ cuya
estimación ha sido tema de estudio a lo largo de los años y para la cual existen gran cantidad de metodologías. Por todo lo
anterior‚ se hace necesario determinar adecuadamente el esfuerzo de preconsolidación de los suelos para así poder planear
de manera adecuada las operaciones con maquinaria agrícola de tal manera que se puedan mitigar los efectos adversos
causados por la misma. El objetivo del presente trabajo fue comparar cuatro métodos para estimar el esfuerzo de
preconsolidación‚ con el fin de evaluar cualitativamente el resultado arrojado por los mismos para el caso de un suelo
agrícola. Durante el 2014 fueron recolectadas 16 muestras de suelo en cilindros de 2 pulgadas de diámetro y 20 centímetros
de altura de un lote de vocación agrícola del Centro Agropecuario Marengo en la Sabana de Bogotá‚ las muestras fueron
llevadas al laboratorio de mecanización agrícola de la Universidad Nacional de Colombia donde fueron fraccionadas en
cilindros de 10 centímetros de altura los cuales fueron sometidos a un ensayo de compresión uniaxial confinada en una
maquina multiusos que registró esfuerzos y deformaciones en los ensayos. Posteriormente con los resultados de las pruebas
de determinó el esfuerzo de preconsolidación del suelo mediante los métodos de Butterfield (1979)‚ Tavenas (1979)‚ Strain
Energy Log Stress (1997) y Arvidsson y Keller (2004)‚ como resultado de lo anterior se encontró que aunque no existen
diferencias significativas entre los diferentes métodos si existe una leve tendencia en los mismos en los que por lo general
el valor más bajo es el obtenido por el método de Tavenas‚ seguido por el método de Butterfield‚ posteriormente el método
de Strain Energy Log Stress y finalmente el método de Arvidsson y Keller. Es importante aclarar que dicho comportamiento
se presenta independientemente de si se evalúan los cilindros inferiores‚ superiores o ambos‚ por lo que el fraccionar los
cilindros no influyo de manera negativa en la experiencia‚ de acuerdo a otras investigaciones el método de Tavenas es el
que más se ajusta a la realidad en pruebas con esfuerzo de preconsolidación conocido por lo que se puede intuir que los
otros métodos sobreestiman el esfuerzo de preconsolidación aunque no de manera significativa.
Keywords; Mecanización de suelos, Degradación del suelo, Agricultura de conservación, Compresión uniaxial
confinada.
ESTUDIO DE VIDA ÚTIL Y CARACTERIZACIÓN TÉRMICA DE
COMPOSTAJE CASERO A BASE DE RESIDUOS ORGÁNICOS
CARMONA PARDO, Natalia, universidad autónoma de occidente
37
ABSTRACT / RESUMEN
La elaboración de compostaje permite utilizar de manera eficiente los residuos sólidos orgánicos generados en los hogares
(el 40% de la basura generada en los hogares corresponden a residuos sólidos orgánicos) puesto que permite retornar a la
tierra en forma de humus dichos residuos‚ los cuales se convierten generalmente en abono para las plantas y los cultivos.
La restauración de residuos sólidos orgánicos por medio del compostaje provee elementos necesarios para la vida de las
plantas: nitrógeno‚ fósforo y potasio; Además‚ genera beneficios para el suelo‚ como por ejemplo el control de erosiones‚
retención de la humedad‚ adhesión de mucha más masa orgánica‚ entre otros. Con este trabajo se determinar la estabilidad
térmica‚ la energía asociada a las transiciones de fase y los elementos desprendidos en la descomposición de dicho
compostaje‚ aspectos determinantes a la hora de evaluar su utilidad uso como abono para las plantas y huertas caseras. Con
la caracterización térmica se observa que el compostaje tiene una alta estabilidad térmica pero que hacia los 75 ºC ha perdido
casi todo su componente acuosos es decir que se deshidrata‚ esto está relacionado con las técnicas de Termogravimetría en
la cual se observa su pérdida de peso‚ con la técnica de calorimetría de barrido diferencial‚ donde se observa una anomalía
endotérmica que requiere de la absorción de calor para la deshidratación y el desprendimiento de agua y grupos hidroxilos
reflejados en el espectro de masas arrojado por el espectrómetro. Alrededor de los 250 ºC en adelante el compostaje
comienza su proceso de descomposición‚ lo cual lo hace un candidato apto para mantener sus propiedades proteicas y
nutrientes por mucho tiempo siempre y cuando permanezca hidratado‚ los resultados son coherentes en las técnicas‚
requiriendo alrededor de 1029J/g para su descomposición. Las mediciones de Termogravimetría permitieron estudiar
cinéticamente el compostaje‚ obteniendo su energía de activación y el tiempo de vida útil con el fin de potenciar sus posibles
aplicaciones.
Keywords; compostaje, análisis térmico, materia orgánica, termogravimetría, espectrometría.
MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE
UN ANDISOL A PARTIR DE PRUEBAS DE COMPRESIÓN UNIAXIAL
CONFINADA
GUTIERREZ PACHECO, Sebastian, Universidad Nacional de Colombia
CASTILLO HERRÁN, Bernardo, Universidad Nacional de Colombia
SILVA DIMATÉ, Andres Felipe, Universidad Nacional de Colombia
MILA SAAVEDRA, Laura Daniela, Universidad Nacional de Colombia
ABSTRACT / RESUMEN
Se estima que en Colombia en superficie mecanizada hay un poco más de 1.8 millones de hectáreas‚ superficie de la cual
se tiene poca información referente al problema de compactación en suelos agrícolas. Ligado a este problema‚ se encuentra
el uso‚ en algunas ocasiones indebido‚ de maquinaria agrícola. La falta de monitoreo del efecto del paso de la maquinaria
sobre los atributos físicos y mecánicos del suelo hace que el seguimiento de la calidad de los suelos se base solamente en
parámetros químicos. En el país es conocida la necesidad de crear planes enfocados a la conservación de los suelos con el
fin de preservar en el tiempo sus propiedades minerales‚ nutritivas y las características orgánicas de este y brindar al cultivo
las condiciones ideales para el pleno desarrollo radicular de las plantas. Modelar el comportamiento mecánico del suelo
para diferentes condiciones de carga es de vital importancia para poder brindar información al productor que le permita
encontrar soluciones a los problemas de compactación. Son varios los modelos existentes para la evaluación de la
compactación de suelos‚ siendo el esfuerzo de precompresión o preconsolidación el parámetro utilizado con frecuencia para
indicar la capacidad de carga y por ende el riesgo de compactación del suelo. El objetivo de la presente investigación fue
analizar la variabilidad de los parámetros de los modelos que relacionan relación de vacíos y esfuerzo de Gompertz‚
Arvidsson y Keller y Van Genuchten‚ así como su relación con el valor de densidad aparente. Los parámetros fueron
determinados por optimización de variables por medio del software CURVE EXPERT 2.2. En esta investigación se trabajó
con muestras de un suelo Andisol‚ provenientes del Centro Agropecuario Marengo (Mosquera) de la Universidad Nacional.
El muestreo se realizó para un lote de 4 ha al cual un mes antes del muestreo tuvo pases de rastra californiana y arado de
disco con 2 transectos paralelos‚ separados 50 metros cada uno‚ y 4 muestras por transecto separadas 50 metros cada una.
Para cada punto de muestreo se tuvieron 2 profundidades de muestreo (A: 0-10 o B: 10-20 cm)‚ con un total de 16 muestras
38
de suelo. Se encontró que hay correlación significativa del parámetro a del modelo de Gompertz‚ la relación de vacíos inicial
(ei) del modelo de Van Genuchten y la densidad aparente inicial (DAi). El modelo que presento mejor ajuste para las
muestras manejadas fue el modelo el Van Genuchten.
Keywords; Relación de vacios, Compactación, Reología del suelo.
USOS POTENCIALES DE LA CÁSCARA DE BANANO: ELABORACIÓN DE UN
BIOPLÁSTICO
CUARAN CUARAN, Julio Cesar, universidad autonoma de occidente
LOPEZ GIRALDO, Javier Eduardo, universidad autonoma de occidente
ARENAS GARCIA, Laura Viviana, universidad autonoma de occidente
FLOREZ PARDO, Luz Marina, universidad autonoma de occidente
ABSTRACT / RESUMEN
En el 2006 se produjeron en el Valle del Cauca cerca de 399.844 toneladas de cáscara de banano‚ material poco estudiado.
Para observar su valorización se efectuó una caracterización morfológica‚ química y térmica; se utilizaron diferentes
tinciones para identificar las estructuras donde se encontraban la celulosa‚ lignina‚ lípidos y almidón. Luego se determinó
el contenido de extraíbles en cloroformo-metanol‚ la celulosa‚ la hemicelulosa y cenizas por el método de Van Soest y
lignina por Klason. El análisis térmico se hizo por un análisis TGA – Termogravimétrico y DSC – Calorimetría Diferencial
de Barrido. Se encontró que la cáscara de banano tuvo un 11.91% de humedad residual‚ 23.03% de hemicelulosa‚ 23.02%
de celulosa‚ 29.87% de lignina y 0.78% de cenizas‚ además de almidón observado por tinción con lugol. El contenido de
holocelulosa (hemicelulosa y celulosa) cercano al 46.05% la hace apta para la elaboración de papel y el tener una humedad
menor al 20% y un contenido bajo de cenizas‚ la estima útil para cualquier aplicación térmica con un bajo impacto ambiental.
Sin embargo‚ se evidenció que por tener un contenido de almidón cercano al 12%‚ es posible obtener de ella un bioplástico.
De acuerdo con estos resultados‚ se hicieron dos estudios para obtener de este material un uso particular: un biopapel y un
bio-plástico. Con el primero no se logró un producto con una buenaresistencia mecánica‚ mientras que con el segundo se
obtuvo un bio-material con resultados positivos en cuanto a durabilidad y aspecto físico. Tras la obtención de este bioproducto‚ se encuentran en curso investigaciones que pretenden la potencialización de las propiedades de resistencia
mecánica mediante la mezcla de diferentes biomasas empleando la metodología desarrollada en este estudio. En el futuro
se recomienda para la elaboración de un bioplastico con la metodología desarrollada en este estudio‚ mezclar diferentes
biomasas con el fin de dotar al biproudcto de propiedades de resistencia mecánica más elevadas.
Keywords; biomasa, cascara de banano, bioplastico, biopapel, analisis proximal.
PREPARATION OF POTATO STARCH MICROFIBERS BY
ELECTROWETSPINNING
CARDENAS AGUAZACO, William Antonio, Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia
GOMEZ PACHON, Edwin Yesid, Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia
MUÑOZ PRIETO, Efren De jesus, Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia
VERA GRAZIANO, Ricardo, Universidad Nacional Autónoma de México
39
ABSTRACT / RESUMEN
Starch is one of the most abundant biopolymer in nature‚ being used primarily as a thickener in the food industry. This is
found in greater amounts in the potato tubers‚ which is one of the largest food production in the region of Boyaca‚ making
it a viable source of starch. The main objective of this study is the preparation and characterization of micro and / or
nanofiber dissolved in dimethylsulfoxide native starch by wet electrospinning technique. Device parameters that were
changed for each treatment were: the amount of potential applied to the solution‚ the distance between the needle and the
collector‚ the rate of injection of the solution. The potato starch concentration in the solution was also modified in order to
determine the physical and chemical properties of the membranes with microfibers potato starch properties. Through the
application of scanning electron microscopy (SEM)‚ infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR)‚ thermogravimetric
analysis (TGA)‚ X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) morphology was analyzed‚ diameter‚
porosity‚ thermal properties and characterization of functional groups of the fibers‚ in order to determine their structural
properties and thus define the range of application. In conclusion microfibers they were obtained with diameters between
0.1 and 1.5 microns‚ a degradation temperature of 304 ° C‚ indicating that fibers are available with diameters of small scale‚
with good thermal properties. This study will enable the implementation of the microfibers in obtaining bioempaques for
food products.
Keywords; Electro wet spinning, starch, biopackings, characterization
EFECT OF BOLT PRETENSION ON THE FAILURE BEHAVIOR OF DOUBLE SHEAR
BOLTED CONNECTIONS: A NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY
GUTIÉRREZ LEÓN, Yulieth Fernanda, Universidad Santo Tomas
CAMACHO LOPEZ, Carlos Julio, Universidad Santo Tomas
ABSTRACT / RESUMEN
Steel tension members are the most efficient element for structural design. There are several types of connections between
tension members‚ and one of them is the double shear bolted connection. Design specifications and codes for steel structures
like ANSI/AISC 360-10‚ Eurocode 3‚ AS/NZS 4600:2005 and NSR10 includes equations for different strength limit states
associated with the failure modes of bolted connections. One of the most important failure modes for double shear bolted
connection is the block shear‚ which is a combination of tensile rupture and shear yielding of the tension member.
Researchers over the world have used analytical‚ experimental and numerical techniques for analyzing the failure behavior
of bolted connections‚ and their results demonstrate that code equations may lead to errors due to their conservative
perspective. However‚ the effect of bolt pretension has not been reported much‚ thus this work presents a numerical and
experimental study about the effect of bolt pretension on the failure behavior of double shear bolted connections. We have
considered A36 HR steel sheets with 6.35 mm of thickness as tension members and we have combined connections of one‚
two and three row of bolts with three values of bolt pretension. Tension tests were performed on a universal testing machine
and their results were used to calibrate a 3D finite element model developed with ANSYS. We have used the bolt pretension‚
contact and plasticity capabilities.
Keywords; bolt pretensión, double shear bolted connection, finite element modeling.
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN VEHICULO DE TRACCION MECANICA
(VTM)‚ PARA II GRAN PREMIO DE AUTOMOVILISMO DE BUCARAMANGA
RIOS GOMEZ, Maryith Lizeth, unidades tecnológicas de santander
SUAREZ CABALLERO, Juan Sebastian, Unidades Tecnologicas de Santander
CUEVAS, Miguel Angel, Unidades Tecnologicas de Santander
FIGUEROA MUÑOZ, Sergio Nicolas, Unidades Tecnologicas de Santander
MERCHAN RODRIGUEZ, Elkin Mauricio, Unidades Tecnologicas de Santander
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MARADEY LAZARO, Jessica Gissella, Unidades Tecnologicas de Santander
LAGUADO VILLAMIZAR, Luis Alberto, Unidades Tecnologicas de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
El diseño‚ modelamiento CAD y construcción de un vehículo de tracción mecánica (VTM) constituye un importante reto
de ingeniería en la cual se pretende obtener un producto competitivo‚ versátil‚ innovador‚ económico‚ confiable y seguro‚
mediante la aplicación de una metodología de diseño básica que integre cada una de las fases permitiendo la prevención y
corrección de posibles fallas oportunamente‚ la estabilidad y buena respuesta del vehículo‚ mitigar puntos críticos y
selección de un factor de seguridad adecuado para los componentes y/o sistemas del vehículo.
Keywords; Buggy, Chasis, Diseño Automotriz, Vehiculo, VTM.
ANÁLISIS DE MECÁNICO Y MICROESTRUCTURAL DEL MATERIAL DE UN
MARCO DE BICICLETA DE BMX
VALENCIA ESCOBAR, Andres Hernando, Universidad Pontificia Bolivariana
RODRÍGUEZ ÁLVAREZ, Carlos, HA Bicicletas
ZUELTA GIL, Alejandro Alberto, Universidad Pontificia Bolivariana
VALENCIA ESCOBAR, Andres Hernando, Universidad Pontificia Bolivariana
RODRÍGUEZ ÁLVAREZ, Carlos, HA Bicicletas
ABSTRACT / RESUMEN
Los marcos de bicicletas fabricadas con tubería de aleación de aluminio generalmente emplean geometrías hidroformadas
ya que con ellas se alcanza un mejor comportamiento estructural y a su vez‚ una mejor apariencia visual. Comúnmente‚
cada uno de los tubos presenta secciones transversales variables y diferentes entre un tubo y otro. Además‚ en ocasiones los
tubos tienen variaciones de espesor (dobble butted). Es claro también que la unión soldada de los tubos genera zonas en las
cuales las propiedades mecánicas pueden verse afectadas‚ razón por la cual‚ los marcos ya armados se someten a un
tratamiento térmico que tiene como fin estabilizar las propiedades mecánicas del material en todas las zonas del marco.
Existe información científica relacionada con las propiedades mecánicas de los marcos de bicicletas‚ sin embargo‚ esta
información está enfocada sobre todo en las bicicletas de ruta y las bicicletas de montaña‚ dado que son las que mayor
volumen de venta presentan. El Bicycle Motocross (BMX) es un tipo de competencia ciclista que usa bicicletas
completamente diferentes a las de ruta y montaña‚ y que día a día gana adeptos en todo el mundo‚ incluyendo Colombia‚
toda vez que la campeona olímpica y mundial y uno de los medallistas olímpicos son colombianos. Esta situación generó
en el fabricante de los marcos de estas bicicletas (Bicicletas GW) tuviera la necesidad de mejorarlos estructuralmente. Los
marcos de bicicletas de BMX se presentan como los menos estudiados científicamente dentro del conjunto de bicicletas
usadas por las diferentes disciplinas ciclistas. Además‚ son los marcos que podrían estar sometidos a un estado de cargas
más complejo‚ debido a las condiciones de competencia. Dado lo anterior‚ es imprescindible que estos marcos presenten
un nivel alto de homogeneidad en las propiedades mecánicas de cada una de sus partes. Este trabajo tiene como objetivo
identificar el nivel de homogeneidad en las propiedades mecánicas del marco de la bicicleta de BMX con la que corre el
equipo nacional de Colombia. Se busca con esto complementar la caracterización estructural de este marco con miras a su
mejoramiento funcional. Metodológicamente se trabajó con ocho zonas de análisis tomadas de cada uno de los tubos que
componen el marco. Para esto se realizó la caracterización química mediante espectroscopia de emisión óptica‚ análisis
41
micrográfico en distintas direcciones‚ ensayos de microdureza y ensayos de tracción uniaxial. Se identificó que el material
de cada una de las muestras era el mismo‚ aleación de aluminio 6061 con un temple 6. Sin embargo‚ se encontraron
diferencias apreciables entre los tamaños de grano de las muestras analizadas posiblemente debido a los procesos de
deformación generados por el procesamiento del material. A pesar de esto los valores de microdureza y de resistencia
mecánica presentan coherencia entre ellos y están asociados al tipo de material identificado. Como complemento a lo
descrito se desarrolló de manera paralela un proceso de validación estructural del marco completo como estructura integral‚
teniendo especial interés en el comportamiento de cada uno de los tubos tanto desde el concepto de rigidez (deflexiones)
como desde el concepto de resistencia (esfuerzos).
Keywords; Bicicleta BMX, Caracterización microestructural, Diseño de bicicletas.
CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL DE MARCOS DE BICICLETAS PARA
BMX
RODRÍGUEZ ÁLVAREZ, Carlos Alberto, HA Bicicletas
ABSTRACT / RESUMEN
Los marcos de bicicletas usados para las principales prácticas deportivas profesionales ciclistas responden geométricamente
al modelo de doble triángulo o de diamante. Esta forma ha estado presente desde finales del siglo XIX y sigue siendo la
opción más eficiente para la configuración de esta estructura. Los altos estándares de funcionalidad que exigen estos
deportes obligan a que los fabricantes de bicicletas inviertan continuamente en el mejoramiento estructural del marco toda
vez que es en él en donde reside el éxito de la transmisión de potencia de las piernas del ciclista hacia las llantas. Esto ha
generado que se desarrollen protocolos de estandarización ligados a normas internacionales como las ASTM‚ ISO y DIN‚
entre otras‚ que regulen las condiciones mínimas que un marco debe atender para asuntos de seguridad asociados a
resistencia estática‚ rigidez y fatiga. Estas normas existen específicamente para las bicicletas de ruta y de montaña‚ pero no
para las bicicletas de BMX. Esta falencia en la normalización hace que para el análisis de un marco de BMX se requiera de
la adaptación de protocolos sugeridos para otros tipos de marcos‚ lo que dificulta enormemente la comparación entre
diferentes referencias. En Colombia se ha visto un aumento significativo del uso de las bicicletas de BMX‚ impulsado por
los éxitos internacionales que han alcanzado atletas como Mariana Pajón y Carlos Mario Oquendo. Lo anterior ha hecho
que el fabricante del marco de las bicicletas (Bicicletas GW) en las que corren estos deportistas vea en su mejoramiento
estructural una oportunidad de investigación y desarrollo. El estado de carga al que se somete un marco de BMX es particular
y claramente diferenciado de otras prácticas ciclistas. La corta duración de las competiciones‚ la cadencia y potencia del
pedaleo‚ la postura del ciclista y las condiciones del terreno sobre el que se corre‚ generan que estos marcos estén bajo
condiciones funcionales complejas y en la mayoría de los casos variables. Existen muy pocos estudios que den cuenta de
análisis estructurales para este tipo de sistemas y dentro de lo reportado en la literatura‚ no se encuentra un estudio
comparativo de lo que sucede con marcos de varias marcas cuando se someten a los mismos estados de esfuerzos y
deformaciones. Este trabajo tiene como fin mostrar el protocolo experimental propuesto para la validación estructural de un
marco de bicicleta profesional para BMX en función de su comparación con respecto a marcos similares. Este protocolo
propone atender la caracterización estructural en dos niveles de jerarquía funcional de manera que pueda estudiarse lo que
pasa con cada uno de los elementos individuales que componen la estructura‚ tubos‚ y también el comportamiento global
del sistema‚ marco completo‚ ante la misma condición de carga. Combina la medición de los desplazamientos reales de los
tubos con la medición de las deformaciones unitarias‚ de manera que pueda hacerse una relación entre el comportamiento
mecánico del material y el de la forma local y global. La implementación del protocolo de caracterización permitió reconocer
que el banco de pruebas construido para este fin presentó suficiente precisión y repetibilidad en las mediciones. En la
muestra estudiada no se identificó un marco ideal‚ es decir‚ un marco que fuera el que mejor desempeño estructural
presentara en todos los casos de carga. También se identificó que el comportamiento mecánico de los marcos era
anisotrópico y estaba relacionado con la geometría de la sección transversal de los tubos y de la disposición de los tubos en
el espacio.
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Keywords; Bicicleta de BMX, Análisis Estructural, Caracterización Estructural, Diseño de Bicicletas.
DESARROLLO DE UN SOFTWARE MULTIPLATAFORMA PARA LA
SIMULACIÓN DE CICLOS DE POTENCIA Y REFRIGERACIÓN.
CÓRDOBA, Edwin, Universidad Pontificia Bolivariana
REYES, Miguel, Universidad Pontificia Bolivariana
Renewable energy and thermofluids
ABSTRACT / RESUMEN
Una pequeña mejora en las eficiencias térmicas de los ciclos de potencia trae consigo enormes ahorros económicos en la
obtención de la energía eléctrica‚ por tal motivo contar con una herramienta para la simulación de ciclos de potencia permite
modelar los cambios óptimos de un ciclo de potencia para obtener un mejor rendimiento. Existe también un auge grande en
investigación de Ciclos Rankine Orgánicos (ORC)‚ que tiene por objeto obtener energía eléctrica a baja potencia por medio
de la cogeneración‚ en el que el fluido de trabajo generalmente es un refrigerante. Poder contar con una herramienta para
diseño de los elementos de un ciclo ORC y la selección del fluido de trabajo sería de gran utilidad‚ debido a que las fuentes
de calor por cogeneración son muy diversas y en cada caso sería un diseño a la medida. En el presente trabajo se expone el
desarrollo de un software multiplataforma para la simulación de ciclos de potencia y refrigeración ‚ el cual fue implementado
en el lenguaje C++ e incluye una interfaz gráfica la cual fue desarrollada usando el ambiente multiplataforma Qt‚ y funciona
en los sistemas operativos Windows y Linux. La herramienta permite diseñar ciclos de potencia a la medida‚ seleccionar el
tipo de fluido (las propiedades termodinámicas son calculadas por medio de la biblioteca CoolProp)‚ calcular la eficiencia
de la planta‚ determinar las fracciones de flujo en cada ramificación y finalmente genera un reporte total muy didáctico en
formato pdf por medio de la herramienta LaTeX.
Keywords; Simulación, Plantas térmicas, Refrigeración, ORC, Estado estacionario.
ESTUDIO DEL EFECTO DE LA ADICIÓN DE HIDRÓGENO EN LAS
PROPIEDADES DE COMBUSTION DE BIOGAS EN SISTEMAS DE
PREMEZCLA ATMOSFÉRICOS
MAYORGA PICO, Andrés Iván, Universidad Autónoma de Bucaramanga
LÓPEZ OSORIO, Diego Alexander, Universidad Autónoma de Bucaramanga
DÍAZ GONZÁLEZ, Carlos Alirio, Universidad Autónoma de Bucaramanga
PACHECO SANDOVAL, Leonardo Esteban, Universidad Autónoma de Bucaramanga
ABSTRACT / RESUMEN
En el presente trabajo se busca estudiar el efecto de la adición de hidrógeno en la combustión de premezcla de biogás en
porcentajes controlados de 5%‚ 10% y 15%‚ en las propiedades de combustión de este último. Se determinaron las
propiedades de combustión para un biogás simulado (60% CH4‚ 40% CO2) y posteriormente se determinaron para las
mezclas biogás-hidrógeno con porcentajes de adición de hidrógeno de 5% (57% CH4‚ 38% CO2‚ 5% H2)‚ 10% (54% CH4‚
36% CO2‚ 10% H2)‚ y 15% (51% CH4‚ 34% CO2‚ 15% H2) respectivamente. Las propiedades estudiadas fueron las
relacionadas con el volumen y Masa de Aire requeridos‚ Volumen y Masa de Humos Secos y Húmedos‚ el Poder Calorífico
43
Inferior (PCI) y Superior (PCS) y los Límites de Inflamabilidad Inferior (LII) y Superior (LSI). Los resultados obtenidos
muestran que la adición de hidrógeno en la combustión de biogás permite obtener propiedades de combustión cercanas a
las del gas natural o GLP‚ amplía el rango de los límites de inflamabilidad y aumenta el poder calorífico de la mezcla
combustible‚ permitiendo una mayor intercambiabilidad entre biogás y gas natural o GLP en sistemas de combustión de
combustibles gaseosos debido al aumento del índice de Wobbe‚ parámetro utilizado para determinar la intercambiabilidad
de combustible gaseosos. Igualmente‚ mediante la utilización del software de simulación de cinética química CHEMKIN
2.0 y su rutina PREMIX‚ se evaluó la velocidad de deflagración laminar de las mezclas estudiadas y los perfiles de
temperatura para determinar la estructura de llamas de las mezclas bajo mecanismos cinéticos reducidos y completos
(GRIMECH 2.11 y 3.0)‚ parametrizados de acuerdo a diferentes factores de aireación. Es importante aclarar que este trabajo
hace parte de un proyecto de investigación asociado al Grupo GIRES de la UNAB‚ comprendido por la simulación y las
pruebas experimentales mediante el montaje del quemador atmosférico de premezcla para la comparación de resultados
teóricos y experimentales. Finalmente‚ este proyecto de investigación hace parte de la primera de tres fases de un proyecto
que abarca las etapas siguientes de obtención del hidrógeno a partir del mismo biogás‚ su aplicación en hornos industriales
y la etapa final de aplicación en motores de combustión interna alternativos.
Keywords; Combustión de Premezcla, Biogás, Hidrógeno, Propiedades de Combustión
CRITERIOS PARA DEFINIR EL ESTADO DE CARGA DE LAS BATERÍAS DE
UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
RAMÍREZ VÉLEZ, Andrés Felipe, Universidad Autónoma de Occidente
LUNA RODRIGUEZ, Juan Manuel, Universidad Autónoma de Occidente
LÓPEZ CASTRILLÓN, Yuri Ulianov, Universidad Autónoma de Occidente
ABSTRACT / RESUMEN
El desarrollo exponencial creciente de las energías renovables a nivel mundial‚ hace necesario que se reduzca la
incertidumbre de la generación eléctrica‚ debida a la variabilidad del recurso renovable. Para evitarlo‚ se selecciona
adecuadamente el sistema de almacenamiento de energía‚ usados para generación distribuida (GD) o Microredes‚ Vehículos
eléctricos‚ redes inteligentes‚ o sistemas híbridos en zonas aisladas. Entre ellos‚ el banco de baterías se ha desarrollado
como la tecnología más comercial‚ flexible y modular para suplir la energía en horarios o en tiempos de baja o nula
producción de energía y mantener el servicio eléctrico a la carga. Sin embargo‚ una ausencia de electricidad en sistemas
con almacenamiento‚ puede ser el resultado de un desacertado cálculo del tamaño óptimo del banco de baterías o imprecisión
en el diseño de su nivel ó estado de carga (State of Charge: SOC). El SOC‚ corresponde al nivel de carga de una batería‚
expresado como un porcentaje de su capacidad total. Los controladores ó cargadores /inversores donde se conectan baterías‚
algunas veces no monitorean o controlan el estado de carga‚ permitiendo que las baterías se descarguen completamente.
Como solución‚ investigaciones recientes presentan estrategias de gestión de carga y/o control para el óptimo uso de energía
renovable en sistemas híbridos con banco de baterías‚ así como algoritmos de programación horaria que optimicen su
comportamiento. En este artículo‚ se propone una metodología alterna que permita definir el estado de carga del banco de
baterías para diversos escenarios de desempeño de un sistema solar fotovoltaico aislado considerando la programación
horaria de la carga. El método se ha validado en sistemas solares fotovoltaicos aislados con simulaciones en herramientas
computacionales para hacerlo más preciso.
Keywords; Energías renovables, Baterías, Estado de carga, Metodología, Sistema solar
APROXIMACIÓN AL DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y
PURIFICACIÓN DE AGUA A BAJO COSTO‚ UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR
CASO: LA GUAJIRA
GOMEZ ALVAREZ, Yesenia, Universidad Autónoma de Occidente- Cali.
GARCIA LOPEZ, Juan Pablo, Universidad Autonoma de Occidente
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ABSTRACT / RESUMEN
La Guajira colombiana‚ con una población indígena Wayuú aproximada de 150.000 personas‚ son el grupo de indígenas
más numeroso en Colombia. Ese departamento se caracteriza por ser una zona desértica‚ modificada por la brisa marina y
los vientos alisios del noreste‚ que soplan durante la mayor parte del año‚ con un gran potencial energético solar y eólico.
Actualmente‚ los indígenas wayuu están viviendo en condiciones precarias de pobreza por factores políticos‚ económicos
y ambientales. Desde hace varios años se ha observado el deterioro en la calidad de vida de los indígenas de la región
mostrándose altos índices de mortalidad en la población infantil que es la más afectada. Los niveles de desnutrición de las
familias y la falta de agua potable en la comunidad‚ ha llevado a desarrollar un proyecto con un sistema solar fotovoltaico
para purificar agua de pozo como una alternativa tecnológica. Conscientes de la problemática y con el ánimo de aplicar sus
conocimientos‚ el Semillero de Investigación de Energías Renovables‚ realiza un viaje-diagnostico en la zona con el objetivo
de diseñar e instalar en una ranchería‚ un sistema de bombeo de agua potable que utilice energía solar fotovoltaica‚
extrayendo agua de pozo para su desalinación y purificación. Las tecnologías de desalinación mejoran la calidad del agua‚
mejorando además la calidad de vida y el nivel económico de los habitantes. Otra opción considerada es la utilización de
agua de mar‚ pero está comprobado que es la tecnología a escala comercial más costosa para producir agua potable con
altos costos energéticos. Se plantea el diseño de un prototipo para suministrar 20 litros de agua potable a una ranchería por
día‚ para que suplan sus necesidades básicas. El proceso de desalinización comienza cuando el agua salubre baja por
gravedad al tanque de almacenamiento e ingresa a un calentador solar que se encarga de elevar la temperatura a 100°C‚ para
evaporación y posterior condensación en un recipiente de vidrio con el techo inclinado para facilitar la recolección del agua
condensada. Por último‚ el agua condensada se desliza por las superficies del desalinizador hacia los recolectores externos
donde el usuario puede extraer agua potable. Pruebas preliminares del prototipo‚ considerando material‚ base y cantidad de
agua a temperatura ambiente‚ resulta una condensación de 20ml utilizando 300ml como recurso inicial por día con radiación
solar promedio de 4 kWh/m2. Con el proyecto se espera mejorar la calidad de vida de una población aislada‚ garantizando
una fuente pequeña pero continúa de agua potable con bajo costo de implementación y fácil mantenimiento.
Keywords; Tecnologico, Solar fotovoltaico, Desalinizador, Agua potable, Energías renovables
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A 2K FACTORIAL EXPERIMENT TO
EVALUATE THE INFLUENCE OF FACTORS ON GRIPV PERFORMANCE
CONSIDERING WARM-TROPICAL CLIMATE
EXPÓSITO CÁCERES, Carlos Andrés, Universidad Industrial de Santander
OSMA PINTO, German Alfonso, Universidad Industrial de Santander
GALVIS NEIRA, Diego Andres, Universidad Industrial de Santander
FLOREZ REYES, Julian Oswaldo, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
The integration of photovoltaic systems with green roofs has demonstrated mutual benefits for temperate places; these
systems are called green roof integrated photovoltaics - GRIPV. PV panels produce shading on green roof‚ which reduces
the thermal stress of the vegetation. On the other hand‚ vegetation mitigates the operating temperature of PV panels‚ hence
PV efficiency loss is reduced by thermal effect. Although‚ some studies describe this interaction‚ the influence of the factors
is not clear. For that reason‚ this paper presents in detail the design and implementation of a 2k factorial experiment for
evaluating four factors on GRIPV systems for warm-tropical climate. The factors are height installation (25cm and 75cm)‚
type of roof (vegetated and black)‚ wind speed (0 m/s and 1 m/s) and irrigation (with and with no). The PV systems is
45
formed by 3 PV panels of 250 W with 3 micro-inverter‚ which are installed on the green roof of the Electrical Engineering
Building in Industrial University of Santander (Colombia). In addition‚ a monitoring system is included for gathering data
of several variables‚ such as solar radiation (pyranometers)‚ electrical variables (DC meters and AC meters)‚ temperature
(thermocouples)‚ conduction heat transfer (heat flux sensor)‚ wind speed (anemometer); these devices are linked to
dataloggers.
Keywords; GRIPV, Pyranometers, Dataloggers, Anemometer
IDENTIFICACIÓN DE EMISIONES POR PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN
EN MATERIA DE HUELLA HIDRICA PARA EL MODELO DE PROSPECTIVA
ENERGETICA LEAP
GUTIERREZ ANGULO, Fabian, Universidad Pontificia Bolivariana
ARENAS, Carlos, Universidad Pontificia Bolivariana
VEGA, Fabian, Universidad Pontificia Bolivariana
CORREA, Sandra Natalia, Universidad Pontificia Bolivariana
ACEROS, Cesar A, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
En el 2005 se realizó estudios en la ciudad de Bogotá‚ los cuales reflejaron una aproximación de los tipos de contaminantes
emitidos a la atmósfera por las fuentes móviles. Este inventario de emisiones fue actualizado en el año 2009‚ junto con el
grupo de sostenibilidad urbana y regional (SUR) de la Universidad de los Andes. Los estudios incluyeron fuentes móviles
para todos los tipos de combustible‚ sin embargo‚ en el presente documento‚ se analizan principalmente las emisiones
generadas por los vehículos a gasolina‚ con el fin de establecer variables representativas y una base de datos apropiada sobre
emisiones de la gasolina en Colombia‚ las cuales puedan formar parte del modelo de LEAP creado por el grupo de Semillero
en Prospectiva Energética de Colombia al 2050 de Ecopetrol.
Keywords; Fuentes móviles, Gasolina, Contaminantes atmosféricos, Modelo LEAP
LMI CONTROL OF A COUPLED-INDUCTOR BUCK–BOOST DC–DC
CONVERTER
TORRES PINZÓN, Carlos Andrés, Universidad Santo Tomás
NAVARRETE GÓMEZ, Jhon Erick, Universidad Santo Tomás
RAMÍREZ MURILLO, Harrynson, Universidad Antonio Nariño
RESTREPO PATIÑO, Carlos Alberto, Universidad Federico Santa María de Chile
ABSTRACT / RESUMEN
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This paper presents an analytical study of an output voltage-mode control based on a linear matrix inequalities (LMI) for a
Coupled-Inductor buck-boost converter. The LMI control technique makes better the dynamic response of this converter in
comparison with previous research works‚ where its currents has been regulated using a classical analogue PI controller
with an additional pole. The main features of the selected converter are its voltage step-up and step-down properties‚ high
efficiency‚ wide bandwidth and low input and output current ripples. All of these converter’s properties allows it to be used
as a modular converter capable of being positioned at any converter locations in hybrid systems‚ which are formed by
varying-voltage-sources‚ current-controlled dc-dc converters and auxiliary storage devices such as batteries or capacitors.
The designed state-feedback controller has‚ among others‚ the following aims: load disturbance rejection‚ pole placement
constraints‚ control effort limitation‚ and decay rate and bandwidth improvement. The use of state-space averaging (SSA)
method allows to describe LMI constraints which guarantees robustly a certain disturbance rejection level‚ close loop pole
region and control signal bound. The theoretical analyses have been simulated by means of Matlab and PSIM on an 800-W
coupled-inductor buck-boost dc-dc switching converter.
Keywords; DC-DC Converters, LMI, Coupled-Inductor Buck–Boost DC–DC Converter
SMART GRIDS AND THEIR APPLICABILITY FOR THE DEVELOPMENT OF
THE ELECTRICITY SECTOR FOR COLOMBIA IN THE YEAR 2050
ACEROS MORENO, Cesar Augusto, Universidad Pontificia Bolivariana
VIOLA VILLAMIZAR, Jario Bernardo, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
A sustainable energy scheme of a country can be implemented using smart grid technology. Therefore‚ this paper proposes
the development of a prospective analysis of smart grids as a tool to ensure energetic security in Colombia in 2050. Using
LEAP software‚ a base scenario for Colombian energy demand has developed according to current policies‚ with a time
horizon from 2012 to 2050. The energy analysis takes in account three scenarios‚ taking into account the impact of
cogeneration in the residential and industrial sector using renewable energy and the power quality indicators. The results
show that the implementation of Smart Grids generate energy savings and increasing the coverage of the national electricity
system‚ ensuring energetic security of the country by 2050.
Keywords; Smart Grid, LEAP, Prospective Analysis, Cogeneration, Energy Security
EVALUATION OF EOLIC AND SOLAR POTENTIAL IN THE DEPARTMENT
OF SANTANDER
JAIMES SAAVEDRA, Cristian Fabian, Universidad Autonoma de Bucaramanga
MUÑOZ, Yecid, Universidad Autonoma de Bucaramanga
CACERES MALDONADO, Daniel, Universidad Autonoma de Bucaramanga
OSPINO CASTRO, Adalberto, Universidad de la Costa
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ABSTRACT / RESUMEN
Renewable energy is a type of clean energy which can contaminate up to 80% less than conventional energy. This paper
presents the evaluation of the solar and wind potential of the department of Santander‚ Colombia. The main objective is to
find the points of greatest wind and solar potential within the department for the implementation of distributed generation
systems‚ based on wind turbines and photovoltaic systems‚ or hybrid systems that combine both technologies. This
evaluation was made using the databases of NASA‚ METEORONORM and IRENA. The results of this research identified
the points of greatest wind and solar potential within Santander. Also presents a socio-economic analysis of the point
identified inside the department to determine whether it is possible the use of renewable energies in these locations. The
findings of this research will be the starting point for the implementation of renewable energies in Colombia.
Keywords; Eolic, Solar, Potencial
ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DEL COMBUSTIBLE DIÉSEL Y SU IMPACTO
AMBIENTAL COMO ENERGETICO
PABA RUEDA, Andrea juliana, Universidad Pontificia Bolivariana
LEAL, Clara, Universidad Pontificia Bolivariana
SAAVEDRA, Gabriela, Universidad Pontificia Bolivariana
CORREA, Sandra Natalia, Universidad Pontificia Bolivariana
ACEROS, Cesar A, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
El presente artículo hace parte de la investigación realizada por el Semillero en Prospectiva Energética de Colombia.. En el
trabajo se identificaron las etapas del ciclo de vida del diésel‚ y se realiza el análisis cuantitativo de los impactos ambientales
en aire‚ suelo y agua‚ que ocurren en este ciclo de vida. En los resultados se encuentra que en el proceso de combustion de
diésel para conversión en fuerza motriz o para procesos térmicos‚ genera altos índices de gases contaminantes que son
liberados a la atmosfera‚ entre ellos se encuentran: CO‚ NOx‚ SOx‚ CH y material particulado (PM). Adicionalmente se
debe tener en cuenta los posibles impactos al suelo y agua generados por derrames durante su transporte‚ asi como impactos
secundarios generados durante la distribución del hidrocarburo. Adicional a este efecto borde‚ están las emisiones de gases
de efecto invernadero. Entre el ciclo de vida esta la generacion de impactos ambientales en los procesos de: Destilación
primaria y al vacío; Tanques de almacenamiento de crudo y productos; Separación de aceites e hidrocarburos. Si el consumo
de Diésel continua aumentando‚ como hasta se reportan los datos para el 2005 en Colombia es de 125.871 TJ‚ esto libera
en concentraciones de CO2 un 9.267 Gg CO2 eq‚ se deben buscar alternativas como fuente energetica de bajo impacto
ambiental.
Keywords; Diesel, ciclo de vida, energético, impacto ambiental
ANALYSIS OF A SOLAR THERMAL PHOTOVOLTAIC HYBRID COLLECTOR
PROTOTYPE
REY BENAVIDES, Daniela Juliana, Universidad Industrial de Santader
CONTRERAS GARCÍA, Sergio Ramón, Universidad Industrial de Santander
JARAMILLO IBARRA, Julián Ernesto, Universidad Industrial de Santander
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ABSTRACT / RESUMEN
The sun is the most important source of energy for the earth‚ nowadays the energy demand is growing even more and
renewable energies like solar energy are taking interest in mankind life. Furthermore a fact of relevance is the available
space to install every solar energy device. Sometimes the space is a limitation when solar thermal and photovoltaic energy
is needed at the same time‚ but if there is not enough space‚ the hybrid systems become part in engineering in order to solve
this problem. This work shows an research of one kind of hybrid systems‚ the solar thermal photovoltaic hybrid collectors‚
some design concepts‚ emphasizing on the tube and sheet hybrid solar collector‚ the mathematical model that allows its
design and simulation‚ the materials it is made of‚ the construction process of a solar thermal photovoltaic hybrid collector
prototype‚ the components of the thermal part as the water storage tank and the photovoltaic part that allows the electrical
feeding to the circulation pump‚ including the respective selection based on the operation requirements or conditions. A
mathematical model is developed. It allows analyzing the performance of the solar thermal photovoltaic hybrid collector.
Then a comparison made between the theoretical model and the results of the tests made with the constructed prototype is
shown. The difference between the theory and reality is calculated. Based on the results‚ the main characteristic of a solar
thermal photovoltaic hybrid collector is proved: less efficiency but more energy production than the same collecting area
partially separated in a photovoltaic module and a solar thermal collector.
Keywords; SOLAR THERMAL, PHOTOVOLTAIC, HYBRYD, COLLECTOR, COMBI-PANEL
ADAPTACIÓN MECÁNICA DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DE
GASOLINA A BIOGAS PARA APLICACIÓN EN MÁQUINA PICAENSILADORA.
PATIÑO MOLINA, Franklin Julian, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
Los combustibles más usados en los motores de combustión interna son la gasolina y el Diésel. Estos son una mezcla de
hidrocarburos provenientes del petróleo. Sin embargo‚ debido al incremento de sus precios y al impacto ambiental que
implica su extracción‚ refinamiento y uso‚ han tomado fuerza otro tipo de combustibles conocidos como alternativos siendo
uno de ellos el biogás. El biogás se genera a partir de la descomposición anaerobia de residuos orgánicos‚ estiércoles‚
residuos de alimentos‚ residuos de poda entre otros y es una mezcla se gases‚ rica en metano‚ hidrocarburo con alto poder
calorífico y ampliamente empleado como combustible. El biogás es una fuente de energía renovable económica‚ de baja
tecnología y de fácil implementación la cual la convierte en una alternativa energética atractiva para el sector agrícola. Es
por estas razones que se decide realizar la conversión de un motor de combustión interna de gasolina a biogás para acoplarse
a una maquina picaensiladora. Para el desarrollo de este trabajo se requirió inicialmente del diseño y fabricación de un
adaptador que permitiera funcionar el motor diseñado para gasolina con biogás. Una vez construido se realizaron pruebas
pilotos usando gas natural y biogás. Con los resultados de las pruebas se realizaron modificaciones al diseño inicial del
adaptador‚ las cuales permitieron el óptimo funcionamiento del motor. Una vez estas adaptaciones estuvieron listas se
procedió a evaluar el sistema de transmisión entre el motor y la picapasto. Se diseñó y fabricó un mecanismo tensor de
correas que permitiera vencer la inercia inicial que aportaban los elementos mecánicos de la picaensiladora. Por último se
realizaron pruebas de desempeño de la maquina funcionamiento con biogás y el sistema de trasmisión diseñado las cuales
se compararon con el funcionamiento a gasolina. Como resultado de estas modificaciones se obtuvo un motor de gasolina
funcionando con biogás ensamblado a una maquina pica-ensiladora la cual cumple con las especificaciones requeridas de
rendimiento a pesar que exista una pérdida de potencia la cual no es representativa para este proceso agrícola.
Keywords; biogás, motor, agricola
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ANALYSIS OF THE POTENTIAL OF OCEAN ENERGY AND HARNESSING
TECHNOLOGIES FOR COLOMBIA
SERRANO CABARCAS, Gianmarco, Universidad Autónoma de Bucaramanga
PAEZ MANTILLA, Andres Felipe, Universidad Autónoma de Bucaramanga
MUÑOZ, Yecid, Universidad Autónoma de Bucaramanga
ACEVEDO, Cesar, Universidad Autónoma de Bucaramanga
ABSTRACT / RESUMEN
Colombia is a country located strategically in the continent‚ has access to two oceans with completely different
characteristics from the other and whose theoretical potential will easily allow the application of ocean energy technologies.
However‚ in a more thorough look is that the reality of ocean energy is considerably more complex than what one could
believe. The potential of the waves‚ one of the most developed in the world technologies; it is located in the Colombian
Atlantic Ocean and has an ease of development‚ thanks to its location near large urban settlements. The tides in Colombia
have the most potential use in the Pacific region with differentials of up to 4.5 m‚ however the development of large tidal
barriers is ruled out by the environmental regulations and the preservation of the ecosystems of the area‚ with which a
system based on tidal currents would be the only way to take advantage of this potential. Finally the gradients of temperature
and osmotic gradients‚ the two less-developed technologies; they are the greatest potential of the country in regards to ocean
energy. The gradient of temperatures in Colombia is such that‚ can get what commonly expected to be achieved at a depth
of 1000 m‚ Colombia at depths of 600 or 700 m which significantly reduces losses by pumping and increases the profitability
of projects of this nature‚ but because it is a developing technology‚ production prices still fail to compete with any other
type of energy. The osmotic gradient is less developed technology of all this the mathematical complexity that represents
its functioning‚ but as Colombia a country with a vast water resources already there have been studies which have
demonstrated the feasibility of plants up to 3 MW‚ about rivers flowing in the Colombian Pacific. This work analyzes which
is the most appropriate technology; taking into consideration ocean energy can be developed in Colombia‚ even though they
will not be real projects in the near future‚ there are national entities that are beginning to consider this kind of energy for
non-interconnected zones of the country.
Keywords; Ocean Energy, Ocean Thermal Energy Conversion, Gradient Temperature, Osmotic Gradient, Tidal Currents
DISEÑO‚ CONSTRUCCION Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA FORZADO DE
CALENTAMIENTO DE AGUA SOLAR
BAUTISTA BAYONA, Guillermo Alfonso, Universidad Pontificia Bolivariana
ORTIZ SUAREZ, Ingrith Lizeth, Universidad Pontificia Bolivariana
HERNANDEZ ARROYO, Emil, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
El objetivo principal de este proyecto fue diseñar‚ construir y evaluar un sistema de calentamiento de agua forzado para
consumo doméstico‚ usando energía solar. Este es un sistema totalmente independiente de la red eléctrica y una
característica importante es que el agua de calentamiento no se mezcla con la de consumo. El sistema recibe la radiación
solar a través del colector de placa plana‚ el cual transmite el calor al agua que fluye impulsada por una bomba centrifuga
50
de 12 VDC‚ el agua circula hacia un serpentín helicoidal que se encuentra dentro del tanque de almacenamiento cuya
capacidad es de 100 Litros de agua. La temperatura del tanque e regula con un controlador de tal forma que se des-energiza
la bomba cuando se haya alcanzado la temperatura requerida. El rendimiento térmico o eficiencia del sistema se evaluó
como una relación entre la energía térmica transferida en el tanque de almacenamiento y la energía incidente sobre la
superficie del colector.
Keywords; colector solar, colector de placa plana, sistema forzado, energía solar
INHIBITION DURING ANAEROBIC DIGESTION OF CHICKEN MANURE
MARÍN BATISTA, José Daniel, Universidad Industrial de Santander
URIBE, Diego, Universidad Industrial de Santander
VEGA, Maira, Universidad Industrial de Santander
CASTRO, Liliana, Universidad Industrial de Santander
ESCALANTE, Humberto, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
Anaerobic digestion (AD) is a biotechnological process for the treatment of organic wastes. (Wang et al. 2012). Chicken
manure (CM) represents an attractive substrate for anaerobic digestion due to high available organic matter‚ mainly
composed by proteins. Anaerobically proteins degrade into ammonia‚ which diffuse into microbial cells and inhibit
microbial metabolism (Nui et al 2013). Both biogas production and process inhibition depend on organic load operated
during digestion process (Marín-Batista et al.‚ 2015). This study evaluate process inhibition during AD of CM on both batch
and continue mode. Total ammonia nitrogen (TAN) and specific methane production (SMP) were measured for different
CM organic loads (17‚ 13‚ 9‚ 6 y 4 g VS/L) during 30 days of digestion‚ in order to stablish a threshold of CM contraction
where the process could operate with high organic load and under threshold of ammonia inhibition. Non-competitive
inhibition model was employed to determine inhibition factor. Values near to 0 correspond to batch assay completive
inhibited and values near 1 to represented a batch assay free of inhibition. The result for batch assays showed that existed a
lineal relation among organic load‚ TAN and SMP. Organic load of 17 g SV/L achieved the highest SMP of 0.32 m3 CH4/kg
VS and TAN concentration of 2100 mg/L. Assay with the highest organic load presented low inhibition factor indicating
strong inhibition potential. For the accomplishment of total inhibited system‚ a CSTR of 5 L was operated with CM organic
load of 17gSV/L initially. The reactor was operated during 100 days. Total volatile fatty acid (VFA)‚ pH‚ Total alkalinity
(TA)‚ TAN and SMP were measured as index. The daily biogas production rate of 0.78 L/Lday was obtained with an organic
loading rate of 1 g SV/L. VFA‚ pH‚ TA‚ TAN and SMP were stable during 60 days of digestion period. The organic loading
rate of 2 gVS/Lday allowed a daily biogas production of 0.96 L/Lday. After day 75th daily biogas production rate reduced
to 0.3 L/Lday when TAN and VFA concentration were 3746 mg/L and 14475 mg/L much higher than TAN and VFA
concentration threshold. Nevertheless‚ anaerobic digestion of chicken manure with high VS concentration is feasible to an
initial organic load of 17g VS/L and organic loading rate of 1 gVS/Lday.
Keywords; Biogas, Chicken manure, Anaerobic digestión, Organic load, Ammonia inhibition
UPDATED REVIEW OF STANDARDS OF SUSTAINABLE BUILDINGS‚ GREEN
BUILDING AND LEED STANDARD
HERNÁNDEZ MORALES, Juan David, UNAB
MUÑOZ MALDONADO, Yecid Alfonso, UNAB
RUMBO SOLANO, Everardo, UNAB
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ABSTRACT / RESUMEN
Nowadays‚ one of the first problems around the world is global warming‚ which is causing a huge damage in our
environment‚ and it’s changing the way we live. For this reason‚ humanity is taking care about the environment reducing
the carbon footprint in each activity that implicates carbon consumption in a direct or indirect way. In order to give a solution
for this problem‚ engineers (involving all the areas of engineering) think about how people could live in a better way‚
without polluting the environment as they are doing right now. The energy consumption plays a decisive role‚ and in this
context‚ consumptions associated with buildings are considerable‚ and its reduction shows a high potential impact. This
investigation tackles two important concepts which give a solution for the big problem explained before. One of the solutions
are Green Buildings‚ which are buildings that does not need as much energy as current buildings. In this way‚ energy
efficiency is the main goal of Green Buildings‚ and the secondary goals of this type of buildings are water efficiency‚ waste
management and indoor quality. In the other hand‚ there are Sustainable Buildings‚ which are the same Green Buildings‚
but these focuses in three main aspects; environment‚ society and economy. Nowadays‚ there are organizations which focus
on categorizing Green and Sustainable Buildings‚ like BREEAM‚ LEED‚ CASBEE and Green Globes among others. This
investigation has shown that around the world‚ the organization that has been better known is LEED. So‚ the LEED standard
has been modify recently and approved (2013)‚ and will be implemented in October 2016. This study shows how LEED
will work in the future qualifying the performance of buildings.
Keywords; Sustainable, Green building, LEED, Energy efficiency
BUILDING ENERGY ANALYSIS OF ELECTRICAL ENGINEERING BUILDING
FROM DESIGNBUILDER TOOL: CALIBRATION AND SIMULATIONS
CÁRDENAS RANGEL, Jorge Luis, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
This research shows the energy analysis of the Electrical Engineering Building‚ located on the main campus of the Industrial
University of Santander in Bucaramanga – Colombia; this building is a pilot on the inclusion of energy – saving strategies
such as solar pipes‚ green roof‚ and others. Energy analysis was performed through the virtual model of the building in the
energy simulation tool called DesignBuilder. Measurements of air temperature‚ relative humidity‚ air velocity‚ Daylighting
and energy consumption‚ which were made in a number of critical areas defined considering thermal load criteria and energy
consumption criteria. Differences below 5% were found in comparison between measured and simulated values of the
variables considered in the calibration process. The simulations results show that the average indoor temperature in the
critical areas of the building was 27°C; relative humidity had a value of 70% per year. The greatest discomfort conditions
were found in the area of the greatest concentration of people‚ which has an average annual temperature of 30°C. The energy
consumption of the building was 69 283.43 kWh per year. In analyzing the effects of solar pipes on the indoor environment
was found that these increases on average by 33% the levels of natural light into the areas located on the upper floors of the
building‚ considering an average day with sky conditions partly cloudy. In the case of the green roof‚ the results showed
that this causes a reduction of nearly 31% of the internal heat gains through the roof‚ as well as a decrease in energy
consumption related to air conditioning of 5% for some areas on the fourth and fifth floor.
Keywords; Building Energy Simulation, Energy performance, Tropical weather
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MEDICIÓN DE LAS EMISIONES DE NOX EN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN
DE MEZCLAS DE CARBÓN Y CASCARILLA DE ARROZ
SUAREZ COLLAZOS, Laura Juliana, Universidad de los Andes
URIBE MENENDEZ, Felipe, Universidad de los Andes
GORDILLO ARIZA, Gerardo, Universidad de los Andes
ABSTRACT / RESUMEN
La generación de energía es uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la humanidad hoy en día debido al constante
aumento de la demanda mundial. Actualmente‚ existen diversos métodos de generación de energía‚ por ejemplo la
combustión de carbón en centrales termoeléctricas para la generación en energía eléctrica. Una forma de reducir los gases
contaminantes producto de estos procesos es la adición de biomasa a través de procesos de co-combustión directa‚ pues ésta
tiene menores contenidos de nitrógeno y azufre que el carbón‚ y generan procesos catalíticos los cuales reducen la cantidad
de elementos que se oxidan en gases tóxicos (NOx y SOx). La cascarilla de arroz es un residuo de la agricultura considerada
de gran importancia en procesos de tecnológicos para la producción de energía en Colombia; sus características hacen de
ésta una fuente confiable para la disminución de gases de efecto invernadero. Este artículo presenta un estudio del potencial
de la cascarilla de arroz como materia prima para la reducción de las emisiones de NOx en procesos de combustión de
carbón a través de procesos de co-combustión directa (co-firing). Parámetros como la tasa de alimentación de biomasa‚ los
perfiles de temperatura dentro de la cámara de combustión y el porcentaje de mezcla de cascarilla de arroz – carbón fueron
estudiados y su efecto en la producción de emisiones de NOx durante el proceso de combustión son discutidos. El carbón y
cascarilla de arroz se caracterizaron termoquímicamente por medio del análisis próximo y último y‚ además‚ el tamaño de
partícula de la biomasa y el combustible tradicional se redujo con el fin de asegurar una combustión adecuada‚ establecer
los parámetros de experimentación (cantidad de aire‚ alimentación de biomasa‚ etc.) y analizar los resultados obtenidos. A
partir de los resultados del análisis próximo y último se obtuvo fórmula empírica de la cascarilla de arroz y del carbón; el
poder calorífico y la fórmula empírica son parámetros que caracterizan termoquímicamente la biomasa y el combustible
tradicional‚ lo cual es el punto de partida de la investigación presentada en este artículo. Los resultados del perfil de
temperaturas para diferentes mezclas de cascarilla de arroz (0%-20%) en función de la distancia al punto de ignición presenta
dos picos de temperatura a los 400 mm donde se incrementa la temperatura de combustión y a 1000mm donde disminuye.
El efecto de la mezcla de cascarilla de arroz es proporcional a la temperatura‚ es decir que entre más cascarilla de arroz se
mezcle‚ más alta será la temperatura de combustión del sistema. Por último‚ la curva del efecto del porcentaje de mezcla de
la cascarilla de arroz sobre las emisiones de NOx promedio tiene un comportamiento decreciente a medida que la relación
biomasa/carbón aumenta. Es importante notar que a 10% de cascarilla de arroz se obtienen las emisiones más bajas de NOx
durante el proceso de combustión‚ lo cual es el propósito principal de la co-combustión directa.
Keywords; Co-firing, Carbón, Cascarilla de arroz, Emisiones de NOx
MODELING OF LIGHTING BEHAVIOR OF A HYBRID LIGHTING SYSTEM IN
INNER SPACES OF BUILDING OF ELECTRICAL ENGINEERING
AMADO DUARTE, Laura Yazmin, Universidad Industrial de Santander
VILLAMIZAR MEJÍA, Rodolfo, Universidad Industrial de Santander
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ABSTRACT / RESUMEN
This paper presents the modeling of lighting behavior of a hybrid lighting system in inner spaces for a tropical climate. The
hybrid systems aim mitigate the problem of high electricity consumption used to interior lighting in the buildings. These
systems integrate intelligently the daylight and artificial light through control strategies. However‚ selection of these control
strategies usually depends on expertise of designer and of budget. To improve such selection of the strategies in the Electrical
Engineering Building‚ it has started by establish the modeling of lighting behavior of a hybrid lighting system for two
classroom and an office. This modeling is based on measurements of the interior illuminance level at certain points on the
work plane. It allows estimating the interior illuminance level of the mixed lighting in the space‚ and energy consumption
due to the use of artificial light according to different lighting control techniques (on/off switching and dimming)‚ a control
strategy based on occupancy and a combination of these. The model considers the concept of Daylight Factor (DF) for the
estimating of interior daylight illuminance on the work plane taking into account tropical climatic conditions like the solar
radiation. The validation of the model was carried out by comparing the measured and model-estimated indoor illuminances.
The proposed modeling approach will be useful for developing of tools for the design of the hybrid lighting systems
automation in indoor spaces from an approach of minimal financial cost.
Keywords; hybrid lighting system, daylight factor, Iighting modeling, green building, rational use energy
SAVING ELECTRICITY GENERATED BY A BICYCLE FIXED
ZABALA GUALTERO, Luis Miguel, Universidad Industrial de Santander
PEÑARANDA RINCÓN, Luis Alejandro, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
RESUMEN La energía gastada por una persona cuando hace ejercicio es grande y en lugar de desperdiciar éste tipo de
energía llamada mecánica es mejor usarla para transformarla en energía eléctrica. Formamos un cuerpo mecánico utilizando
un juego de poleas; en el rin trasero de la bicicleta ubicamos la polea conductora para poder aprovechar el mecanismo de
engranajes y cadena‚ la polea conducida está ubicada en el generador eléctrico que al momento de ejercer pedaleo se logra
un par torque en la polea conducida y ésta a su vez por medio del generador eléctrico genera corriente. Para lograr que la
tensión no caiga es necesario almacenar la energía eléctrica‚ para tal fin se construyó un rectificador para convertir la
corriente alterna producida por el generador en corriente continua y así poder almacenarla en una batería y luego un inversor
para convertirla en corriente alterna y re-usarla. La persona que se esté ejercitando querrá saber cuántas calorías está
quemando y cuanta energía eléctrica está generando. Con ayuda de un Arduino se construyó un contador de revoluciones y
un detector de carga‚ con el cual medimos las R.P.M de la polea conducida‚ carga y descarga de la batería‚ las calorías
gastadas por la actividad cardiovascular‚ todo visible en el monitor serial. El montaje logra generar y almacenar energía
eléctrica dependiendo de la potencia que requiera el electrodoméstico para ser usado‚ así mismo es el tiempo de carga de la
batería‚ comprobándose que es de gran utilidad al poderlo transportar a otros lugares. ABSTRACT A person you exercise
use mechanical energy‚ but can transform the mechanical energy into electricity? With the use of mechanisms to transform
mechanical energy into electrical and a battery where store it‚ leaning of an inverter to re-use it‚ electricity is generated and
energy consumption from fossil energy sources be also displace‚ achieving a reduction in consumption of energy that
coming from the power company. We make a mechanical body using a set of pulleys: using the rear wheel of the bicycle as
a driving pulley‚ placing the driven pulley on the electric generator‚ achieving in the pedaling a couple Torque and
generating electricity by electric generator. To store the electricity and the voltage doesn't drop we build a rectifier that
converts alternate current to direct current. Then stored for re-use‚ with an inverter is converted into alternate current.
Keywords; Arduino, Alternate current, Direct current, Storage, Electrical power
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VISUALIZATION THE THERMAL IMPACT OF GRIPV SYSTEM THROUGH
THERMOGRAPHIC IMAGES
QUINTERO SANGUINO, Luz Esther, Universidad Industrial de Santander
TORRES ROMERO, Miguel Andres, Universidad Industrial de Santander
HERNANDEZ CRISTANCHO, Edgar Yesid, Universidad Industrial de Santander
RUEDA DÍAZ, Aura Milena, Universidad Industrial de Santander
ORDÓÑEZ PLATA, Gabriel, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
This article describes the mutual thermal influence between photovoltaic panels and green roofs in warm tropical climate
through infrared images. According to the recent studies‚ there is a mutual benefit between these two systems in temperate
conditions; however‚ it has not been documented in detail this interaction in warm tropical climate. Therefore‚ two
photovoltaic modules of 250W‚ one installed on the green roof and the other one on black ceiling were monitored‚ both
panels tilted 10 ° and installed on a support structure that allow vary its height. In this process‚ the temperature behavior of
these bodies is inspected: photovoltaic panel on green roof‚ photovoltaic panel on black ceiling‚ green roof under the panel
(shaded)‚ discovered green roof (unshaded)‚ black roof under the panel (shaded). This system is located at Universidad
Industrial de Santander (Colombia) in the top roof of Electrical Engineering Building. The radiometric visualization of the
temperature behavior of this system it is checked by a thermographic camera Fluke Ti400. The results indicate panel
photovoltaic reduced to 5 ° C the black roof temperature; additionally‚ the green roof reduces the photovoltaic panel
temperature by 2 ° C for an installation height of 50cm.
Keywords; photovoltaic panels, green roofs, infrared images, warm tropical climate, thermographic images
ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DEL BIODIESEL
PABA RUEDA, Andrea, Universidad Pontificia Bolivariana
CORREA TORRES, Sandra Natalia, Universidad Pontificia Bolivariana
OLAYA, Diego, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
En el presente artículo se muestra un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para el biodiesel cuyo objetivo es identificar las
etapas del ciclo de vida de este combustible que afectan en mayor proporción al medio ambiente. Las etapas contempladas
en este ACV son: cultivo‚ extracción de materias primas‚ etapa de producción‚ transporte‚ extracción‚ transformación
industrial‚ uso y disposición. Inicialmente se hace una breve introducción al análisis de ciclo de vida‚ su concepto y
utilización. Seguido de esto‚ se analiza los resultados arrojados por los estudios realizados por el gobierno Colombiano en
asociación con otras entidades y expertos en el tema. Finalmente‚ se generan algunas conclusiones de la temática.
Keywords; Analisis ciclo de vida, Biodiesel, cultivo de materias primas.
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DESIGN OF A DUAL-AXIS SOLAR TRACKER FOR A PHOTOVOLTAIC
SYSTEM TO SUPPLY THE ENERGY DEMAND IN OFF-THE-GRID AREAS IN
COLOMBIA
CULMAN FORERO, Maria Alejandra, Universidad Autónoma de Bucaramanga
LENGERKE PEREZ, Omar, Unidades Tecnológicas de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
By comparing the cost-effectiveness of photovoltaic (PV) panels with other sources of power‚ PV panels are not attractive
due to its high costs in relation to its low efficiency. Although big budgets of research are devoted to improve the efficiency
of photovoltaic panels a few points‚ there are more profitable ways to increase solar power generation such as the solar
trackers. A solar tracker is a device that supports a load in a perpendicular position toward the sun during daylight. When
the angle of incidence between the normal of the panel and the sunlight beam is zero‚ the panel is receiving the maximum
radiation intensity from the sun and is generating the maximum power output. Then‚ solar power generation depends highly
from the alignment between the panel and the sun. PV systems with dual-axis solar trackers have reported annual energy
gains between 30% and 40% versus fixed PV systems. This paper reviews solar tracker structures and tracking systems‚
and presents the embodiment design of a dual-axis solar tracker structure for a PV system which supplies energy to a mobile
computer lab located in an off-the-grid rural community in Santander‚ Colombia. In order to do it‚ it was applied a specific
design methodology along with determining the energy demand of the mobile computer lab. The designed solar tracker is
an altitude-azimuth dual-axis tracker mounted on a pedestal that uses two slewing drives‚ with a nominal torque of 1950
Nm‚ to move a solar array that provides 3720 W from 12 PV panels.
Keywords; Solar energy, Dual-axis solar tracker, Photovoltaic system, Altitude-azimuth sun tracker, Rural electrification
EXCERGETIC ANALYSIS OF DIFFERENT GEOMETRIES FOR A SEAWATER
DESALINATION SYSTEM
AGUDELO GONZALEZ, Nataly Tatiana, universidad libre
SASTOQUE DAVILA, Andres Felipe, Universidad Libre
ABSTRACT / RESUMEN
The potable water is a limited resource and that is under pressure due to increasing population and industrial requirements.
The earth has a lot of seawater but in order to make it drinkable has to go through treatment processes using different
methods such as distillation‚ flash point evaporation‚ reverse osmosis and solar desalination processes‚ some of that are too
expensive. One of the most used methods is solar distillation‚ especially in developing countries due to its low cost. For this
reason‚ this research deals with the exergetic evaluation of desalination processes‚ in a solar simulator‚ of three different
geometric dispositions. The research has made an experimental design to avoid randomization‚ and modificable variables
are: the distance between the solar simulator and the domes‚ the geometry of the dome and the amount of water inside the
pool. The project began with the construction of domes and solar simulator according to a literature search‚ then the
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temperature is measured at different points of the domes in order to make the availability analysis.The exergy analysis
provides information to the improvement in construction to optimize the use of energy in the system. The results will be
used in a future research with a bigger models.
Keywords; Desalination, solar desalination, exergetic analysis, ppm (parts per million).
DISEÑO DE UNA TURBINA DE RIO DE EJE VERTICAL PARA ZONAS NOINTERCONECTADAS.
RAMIREZ TOVAR, Ana Maria, Universidad Autónoma de Occidente
LÓPEZ, Yuri Ulianov, Universidad Autónoma de Occidente
ABSTRACT / RESUMEN
Actualmente‚ el modelo energético basado en consumo de combustibles fósiles (80%) ‚ es insostenible‚ ya que utiliza
recursos limitados‚ genera altos impactos ambientales‚ produce dependencia energética y tienen una alta variabilidad en los
precios. Como alternativas‚ existen tres lineamientos energéticos acordes al desarrollo sostenible: elevación de la eficiente
energética‚ sustitución de fuentes de energía y tecnologías limpias. Entre esas tecnologías‚ la energía de corrientes de rio y
marinas‚ es considerada una fuente viable de energía renovable. América Latina y el Caribe son ricos en recursos energéticos
renovables. Se estima que apenas un 22% del potencial hidroeléctrico y un 4‚2% de otros recursos energéticos renovables‚
son aprovechados en la actualidad. Sin embargo‚ el 58% de la energía producida proviene de fuentes hídricas y un 3% de
otras fuentes renovables como biomasa‚ geotérmica‚ solar y eólica‚ haciendo que el 61% de esa generación sea renovable.
En Colombia‚ a las zonas que no cuentan con conexión a la red eléctrica se les denomina zonas no interconectadas (ZNI).
En el año 2014‚ el 52% del territorio colombiano pertenecía a las ZNI‚ donde el 89% de la población es de carácter rural‚
llegando casi a 2 millones de habitantes‚ según datos del IPSE (Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones
Energéticas para las Zonas No Interconectadas). Para solucionar esta situación‚ actualmente se encuentran en la literatura
científica‚ numerosas investigaciones del campo hidrocinético concentradas en su mayoría en plantas de gran escala‚ que
utilizan turbinas de eje horizontal; donde las turbinas más comunes de micro-generación están basadas en los conceptos de
flujo axial y flujo cruzado. De los pocos casos encontrados de aplicación de micro-turbinas en Latinoamérica y
específicamente en Colombia‚ están el de la represa de Salvajina‚ ubicada en el rio Cauca y el sistemas de bombeo para
irrigación instalado en Neiva de 1‚5kW que bombea 36m³/h‚ desarrollados por la empresa SMART HYDRO POWER.
Consecuentes con esto‚ se propone el diseño mecánico de una turbina de rio para micro-generación distribuida. El diseño y
simulación utiliza herramientas CAD (Computer-aided design) como SolidWorks . La propuesta de diseño‚ es una turbina
de eje vertical para ríos de bajo y medio caudal que consta de tres perfiles simétricos NACA 0025‚ unidos por un solo
soporte central. Se valida utilizando métodos numéricos que permiten una interacción fluido-estructura por medio de la
herramienta de simulación ANSYS. El modelo desarrollado permite definir efectivamente el comportamiento
hidrodinámico en 3D de una turbina de rio de eje vertical para energización en zonas rurales.
Keywords; Energías Renovables, Micro-generación, turbinas de eje vertical, turbinas de rio
ESTUDIO DE LA GASIFICACION UTILIZANDO LOS RESIDUOS DE MAIZ EN
EL MCIPIO DE VENTAQUEMADA BOYACA
FONSECA HERNANDEZ, Sergio David, Universidad Libre sede Bogota
RODRIGUEZ ORJUELA, Hugo Alejandro, Universidad Libre sede Bogota
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ABSTRACT / RESUMEN
Debido a sus características los residuos del maíz poseen un gran potencial para generar un gas de síntesis (syngas) a través
de procesos termoquímicos; estos residuos son considerados como desechos orgánicos en el Municipio de Ventaquemada
Boyacá‚ siendo uno de los departamentos más productores de maíz en el país‚ por estas razones se ha decidido estudiar el
proceso de gasificación con esta materia prima. Como primera medida se ha caracterizado la biomasa conociendo
propiedades de importancia en el proceso como: humedad‚ poder calorífico‚ análisis TGA‚ contenido de lignina‚ análisis
próximo y análisis elemental. Esto con el fin de determinar las condiciones óptimas de operación en la gasificación. El
proceso de gasificación se realiza en un reactor de lecho fijo con dos agentes gasificantes para así tener una comparación
del syngas obtenido con cada uno‚ donde la variable principal de comparación es el poder calorífico del mismo. Se espera
contribuir al avance de las energías alternativas en el país‚ a través del uso de biomasa‚ conociendo algunas de las
aplicaciones de este syngas.
Keywords; Gasificacion, Biomasa, Maiz, Gas de sintesis
EVALUATION OF GEOTHERMAL POTENTIAL AS ENERGETIC
ALTERNATIVE IN ELECTRICITY GENERATION IN COLOMBIA
SALAZAR BLANCO, Samuel Said, Universidad Autónoma de Bucaramanga
MUÑOZ MALDONADO, Yecid Alfonso, Universidad Autónoma de Bucaramanga
PACHECO SANDOVAL, Leonardo Esteban, Universidad Autónoma de Bucaramanga
ABSTRACT / RESUMEN
Geothermal energy is the clean and sustainable heat‚ which can be obtained by man through the use of internal heat of the
earth‚ that is transferred to the crust of the planet; its utilization goes from the direct use without any transformation until
generate electricity using geothermal plants. The geothermal resources of high enthalpy (T>150 °C) are utilized for power
production‚ especially in zones volcanic. This article focuses in the analyze on the geothermal energy as alternative for
supply the energetic demand in Colombia‚ evaluating the geothermal potential and projects under development and the
impact to future in electric power generation in the country. This study concluded to Colombia is an attractive country for
the exploitation of the geothermal resource‚ with elevated volcanic activity and around 15 volcanoes active that can be
utilized for power generation. The geothermal potential‚ the competitive costs in market of world energy‚ the laws to
implement (1715) and projects in developing‚ are factor for conclude that the geothermal energy can be a contributor in
electric power generation in the country.
Keywords; Geothermal potential, Electric energy demand, Geothermal plants, Renewable energy
IMPACT OF IRRIGATION IN THE OPERATION OF A PHOTOVOLTAIC
PANEL IN BUCARAMANGA
ROJAS ZAMBRANO, Wilmer Yohanny, Universidad Industrial de Santander
OSMA PINTO, Germán Alfonso, Universidad Industrial de Santander
FLOREZ GOMEZ, Carlos Enrique, Universidad Industrial de Santander
GALVIS NEIRA, Diego Andres, Universidad Industrial de Santander
58
ABSTRACT / RESUMEN
This paper presents a study about the impact of irrigation on PV panels integrated to a vegetated roof for warm tropical
climate. According to recent studies for temperate climates‚ irrigation reduces the temperature of the photovoltaic panel‚
which improves its efficiency. This type of studies are lack for tropical-warm climate. For this reason‚ an experiment was
designed to monitor two solar panels‚ one with irrigation and another without irrigation‚ for same installation conditions.
The experiment considers two types of ceilings (vegetated and black)‚ two types of irrigation (film and jets) and two
irrigation frequencies (5 minutes and 15 minutes)‚ where each session takes one minute. The PV system was installed on
the roof of the Electrical Engineering Building from Industrial University of Santander (Bucaramanga‚ Colombia). Results
confirm that irrigation reduces the operative temperature of the photovoltaic panel‚ which is measured on back surface.
Temperature decreases up to 3° C for overcast conditions and 7 ° C for clear-sky conditions. The impact of irrigation on the
generation of the photovoltaic panel is also presented.
Keywords; Irrigation, Photovoltaic panel, Temperature
DISEÑO Y OPTIMIZACION DE UN SISTEMA PILOTO DE GENERACION DE
ENERGIA HIBRIDO (DIESEL-FOTOVOLTAICO)
GARCIA VERA, Yimy Edisson, Universida de Cundinamarca
DIAZ CASTILLO, Oscar Daniel, Universida de Cundinamarca
GUZMAN LOPEZ, Rolando Enrique, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
En este trabajo se presenta un diseño y optimización de un sistema piloto para suministro de energía en la zonas comunes
de un hotel tales como hall y recepción‚ así como un estudio preliminar de pre-factibilidad de un sistema hibrido de energía
(Fotovoltaico/Diesel) cuyo propósito es proporcionar energía durante las horas de interrupción del suministro. La simulación
y optimización del sistema se realiza mediante el software conocido como HOGA versión educativa 2.2 en la que se
consideran inicialmente los parámetros económicos asociados al sistema fotovoltaico‚ tales como: potencia del sistema
(kW)‚ costo del sistema‚ costo de reemplazo del sistema y costos de operación y mantenimiento‚ así como las potencias a
considerar en la simulación
Keywords; Sistemas hibridos, Energia Renovable, HOGA
CONSTRUCCION‚ INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE UN DIRIGIBLE UAV
SALAMANCA VELANDIA, Cristhian Gabriel, Universidad Libre de Colombia
GALVIS MENDOZA, Andres Felipe, Universidad Libre de Colombia
Science and Technology of Drying
ABSTRACT / RESUMEN
59
Cuando existe la necesidad de realizar tareas como: exploración y reconocimiento de terrenos que pueden estar colapsados
por desastres naturales y seguimiento e inspección de estructuras que pueden tener una altura considerable‚ se requiere de
vehículos aéreos como; aviones y helicópteros o plataformas multi-rotores tambien de robots con ruedas para la exploración
de edificaciones in-door‚ estos robots pueden ser tripulados en el caso de los helicópteros y aviones para la tarea de
exploración. Este conjunto de vehículos no resuelven esta necesidad de la mejor manera ya que están ligados a problemáticas
como lo son: el alto consumo de recursos energéticos en el caso de aviones‚ helicópteros y plataformas multi-rotores lo que
representa altos costos generales de operación‚ el riesgo humano en caso de que los vehículos sean tripulados y en el caso
de los robots con ruedas para exploración de edificaciones in-door tienen una gran limitación en cuanto a viajar en terrenos
irregulares como lo pueden ser pendientes ‚ escaleras y obstáculos más grandes que el robot y aunque algunos pueden
hacerlo su capacidad móvil tiene limitaciones. Una alternativa que disminuye el riesgo humano‚ los costos de operación y
las limitaciones en cuanto a movimientos en una edificación; es el uso de dirigibles UAV (unmaned aerial vehicle). El
proyecto se centra en diseñar‚ modelar e instrumentar un UAV tipo BLIMP (non-rigid airship) con el cual obtendremos
imágenes aéreas. Una solución para la exploración‚ reconocimiento de terrenos y seguimiento e inspección de estructuras
que pueden tener una altura considerable es el uso de dirigibles‚ que son económicos y eficaces. Estos posibilitan la
obtención de imágenes aéreas con precisión y menor consumo de los recursos energéticos debido a que vuelan con una
velocidad constante‚ altura constante y no deben contrarrestar el peso ya que de esto se encarga la fuerza de empuje
provocada por el helio‚ lo que facilita la ejecución de tareas como la exploración y vigilancia; hoy en día la tecnología nos
permite obtener un menor consumo energético optimizando el tiempo de autonomía y costos de operación más bajos con
respecto a las aeronaves comúnmente usadas La exploración de estructuras o edificaciones in-door en las cuales ha habido
fallas estructurales o existe el riesgo de colapsos debido a diferentes fenómenos como lo pueden ser incendios‚ explosiones‚
terremotos‚ etc. no es seguro que un humano realice este reconocimiento‚ ya que estaría comprometida su integridad.
Actualmente se utilizan robots con ruedas para realizar estas tareas‚ estos tienen la limitación de viajar en terrenos irregulares
y aunque algunos pueden hacerlo su capacidad móvil tiene limitaciones como es el caso de subir una escalera o superar un
obstáculo de mayor tamaño‚ en el caso de un dirigible se puede controlar su altura con facilidad y podría abarcar lugares
que no podría un robot con ruedas. Un dirigible podría explorar el terreno sin importar la irregularidad de este‚ se debe tener
en cuenta las condiciones de operación del lugar no deben haber corrientes fuertes de viento y no debe haber una temperatura
tan elevada‚ ya que estas variables no permitirían el funcionamiento correcto del dirigible y podrían comprometer la
integridad estructural del dirigible. En este proyecto nos enfocaremos en los análisis de datos de vuelo‚ la implementacion
de leyes de control‚ técnicas posibles de planificación y seguimiento de trayectoria; además de realizar la correcta gestión
de los elementos utilizados para sensar y controlar la plataforma‚ lo que permitirá que la aeronave pueda planificar caminos
libres de obstáculos siguiendo trayectorias. Objetivo general Construir un dirigible tipo BLIMP a escala de prototipo con
capacidad de obtención de imágenes aéreas‚ controlar la altura y velocidad de vuelo.
Keywords; UAV, dirigible, robot, blimp, instrumentacion
MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF COCOA TREES IN AN
EXPERIMENTAL FARM: A DATA ANALYSIS APPLICATION
ROMERO, Hector, Universidad Industrial de Santander
FAJARDO ORTIZ, Eddy Johanna, Universidad Central de Venezuela
VILLALBA, Deicy, UNILLANOS
ABSTRACT / RESUMEN
Cocoa‚ unlike other industrialized crops‚ comes from small production units in underdeveloped countries in Africa‚ Asia
and Latin America. Yields per hectare‚ in these family-run units‚ depend on a variety of factor‚ among which we can
mention: region‚ growing and harvesting techniques and type of cocoa trees. The main objective of this study is to evaluate
the morphological characterization (i.e. fruit and bean size‚ weight and shape) from different cocoa trees cultivated with
different fertilizers (chemicals‚ organic and combined) in an experimental farm in Merida‚ Venezuela. Discriminant
analysis‚ a multivariate data analysis technique‚ was employed in order to classify cocoa trees with higher yields depending
on the fertilizer used. The main finding of the study is that beans with higher weight and size were obtained from trees
cultivated with organic fertilizer. Meanwhile‚ the cocoa trees fertilized with chemicals‚ had beans with lower weight and
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size. These results could prove relevant for state-agencies in charge of promoting sustainable growing and harvesting
techniques to agricultural farmers in underdeveloped countries‚ particularly in Latin America.
Keywords; Cocoa tres, Multivariate data analysis, Discriminant analysis
CFD MODELLING AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF THE AIRFLOW IN
A SPRAY DRYER USING AN ADJUSTED RNG K-E TURBULENCE MODEL
GUTIÉRREZ SUÁREZ, Jairo Andrés, Universidad Nacional de Colombia
GÓMEZ MEJÍA, Alexander, Universidad Nacional de Colombia
CUBILLOS, Alfonso, Universidad Nacional de Colombia
ABSTRACT / RESUMEN
In spray drying modelling‚ the simulation of the airflow is arguably one of the most important and challenging aspects. The
importance of a proper airflow CFD model is considered as it governs the dispersion and evaporation of the discrete phase
(droplets) once they are atomized‚ the particle residence times‚ the thermal degradation of the product‚ and finally its quality.
The central swirling jet flow with recirculation‚ often found in counter-current spray dryers‚ presents a challenge in CFD
modelling. While highly detailed 3D simulations using Large Eddy Simulation (LES) or Reynolds Stress Transport (RST)
turbulence models are known to produce more accurate results‚ they do it at the expense of much higher computational
costs‚ and are unlikely to be useful for optimization. In the other hand‚ simple 2D simulations using 2 equation turbulence
models such as the RNG k- are known to produce quick results‚ at the expense of accuracy in the solution. In this study we
carry out CFD simulations supported by experimental measurements to describe the airflow field in a counter-current spray
dryer. The numerical model is based on the solution of the two-dimensional axisymmetrical Navier-Stokes equations
complemented with a RANS approximation and the RNG k-e model for the turbulent viscosity. To solve the discretized
partial differential equations‚ the open source C++ code OpenFOAM was used. The experimental validation uses hot-wire
anemometry to measure the axial airflow pattern. Since the velocity signal measured from the hotwire sensor is recorded as
discrete time signal‚ it was possible to estimate the mean axial velocity‚ the turbulence intensity‚ and the turbulent kinetic
energy in different positions inside the drying chamber. Because the first CFD results indicated an over prediction in the jet
extent‚ the viscosity constant Cmu of the RNG k- turbulence model was modified in order to improve the results on the
central jet. Compared to the results of the default RNG k-e turbulence model‚ the modified model does a better prediction
of the airflow pattern‚ and a marked improvement on the length of the transition zone of the co-annular jet flow.
Keywords; Spray drying, computational fluid dynamics, airflow, hotwire, openFOAM
A REVIEW OF WIRELESS SENSOR NETWORKS FOR CROP FIELD
MONITORING AND CONSIDERATIONS FOR ITS APPLICATION IN
COLOMBIAN AGRICULTURE
CULMAN FORERO, Maria Alejandra, Universidad Autónoma de Bucaramanga
GUERRERO SANTANDER, César Dario, Universidad Autónoma de Bucaramanga
VIÑUELA FAWAZ, Juan Pablo, Epssilon NETWORKS
TORRES LEON, Jorge Luis, Centro de Investigación en Palma de Aceite
ALMENAREZ MENDOZA, Florina Maria, Universidad Carlos III de Madrid
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ABSTRACT / RESUMEN
Crop field monitoring systems are a strategic tool to get information for model crop yield and for establishing better
agriculture practices. Among the different technologies for crop monitoring‚ Wireless Sensor Networks (WSNs) are
recognized as a powerful one to collect and process data in the agricultural domain with low-cost and low-energy
consumption. It offers a new instrument to monitor a crop through sensor nodes deployed across the field‚ which are
connected wirelessly and send data automatically via multi-hop communication. Technology advances in microcontrollers
and communications have enabled the creation of WSNs with the abilities to sense‚ measure‚ control‚ transmit‚ store and
process data. Thus‚ WSNs have improved crop field monitoring and support decision-making in precision agriculture.
WSNs applications in the agricultural sector have raised the efficiency‚ productivity and profitability of the business while
reducing the vulnerability towards climate variability and unexpected extreme climate events. The literature of WSNs for
agriculture is mainly focused on showing experimental developments with potential application in real crop fields. This
paper presents a review of real applications of WSNs in crop field monitoring and discusses the use of this technology in
agricultural meteorological networks for some crops in Colombia.
Keywords; Wireless sensor networks, crop monitoring, precision agriculture, agricultural meteorological networks
POTENTIAL BENEFITS OF A NEW COMBINED STRATEGY FOR COCOA
DRYING
CASTELLANOS, Javier, Universidad Pontificia Bolivarina
CARREÑO, René, Universidad Pontificia Bolivarina
HOFACKER, Werner, Hochschule Konstanz
HENSEL, Oliver, Kassel Universität
ABSTRACT / RESUMEN
This work shows the most important elements of a research work looking forward to increase the quality of cocoa beans
when a new combined strategy is used for its drying. The cacao production framework in Colombia is similar that of most
countries around the world: There is a lack of technical facilities for post-harvest activities‚ and therefore a good quality of
beans is hard to achieve. This situation can be changed by using technological solutions‚ particularly when they are adapted
to specific needs of cocoa producers. Mechanical dryers used in intensive cocoa production exceed the smallholders´
requirements and because of the large amounts of energy they consume‚ there is a substantial economic and environmental
impact. At this regard‚ there has been an important research effort to improve solar dryers‚ in some instances‚ including
other sources of energy. The results are normally cost-effective‚ and avoid some general problems like cross-contamination
and microbiological attacks. However‚ there is still problems relative to the time of residence inside the dryer‚ the area
required to place the beans‚ and the lack of control. Other feasible technological alternatives are not yet available‚ then this
project looks forward to evaluate the impact of the combined used of convection and radiation in a mechanical dryer. The
experimental facilities and the use of automation and control systems will allow to access the proposed strategy in terms of
reduction on climate dependence and the improvement of cacao beans quality.
Keywords; cacao drying, convective and IR drying, rotary dryer
EFFICIENCY OF MODIFICATED CHEMICAL REMEDIATION TECHNIQUES
FOR SOIL CONTAMINATED BY ORGANOCHLORINE PESTICIDES
CORREA TORRES, Sandra Natalia, Universidad Pontificia Bolivarina
KOPYTKO, Maria, Universidad Pontificia Bolivarina
AVILA, Shirley, Universidad Pontificia Bolivarina
62
ABSTRACT / RESUMEN
This study reports the optimization of innovation chemical techniques in order to improve the remediation of soils
contaminated with organochloride pesticides. The techniques used for remediation were dehalogenation and chemical
oxidation in soil contaminated by pesticides. These techniques were applied sequentially and combined to evaluate the
design to optimize the concentration and contact time variables. The soil of this study was collected in cotton crop zone in
Agustin Codazzi municipality‚ Colombia‚ and its physical properties was measured. The modified dehalogenation technique
of EPA was applied on the contaminated soil by adding NaHCO3 in solution at different concentrations and rates during 4‚
7 and 14 days‚ subsequently oxidation technique was implemented by applying a solution of KMnO4 at different
concentration and reaction times. Organochlorine were detected by Gas Chromatography analysis coupled Mass
Spectrometry and its removals were between 85.4- 90% of compounds such as 4‚ 4’-DDT‚ 4‚4’-DDD‚ 4‚4-DDE‚ transClordane y Endrin. These results demonstrate that the technique of dehalogenation with oxidation chemistry can be used
for remediation soils contaminated by organochloride pesticides.
Keywords; deshalogenation, pesticides, soils
EVALUACIÓN DE LA REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON
PESTICIDAS ORGANOCLORADOS‚ UTILIZANDO LA COMBINACIÓN DE LAS
TÉCNICAS DE REMEDIACIÓN
CORREA TORRES, Sandra Natalia, Universidad Pontificia Bolivarina
KOPYTKO, Maria, Universidad Pontificia Bolivarina
AVILA, Shirley, Universidad Pontificia Bolivarina
PLATA, Angela, Universidad Pontificia Bolivarina
ESTEVEZ, Martha, Universidad Pontificia Bolivarina
ABSTRACT / RESUMEN
En el presente estudio se presenta la combinación de dos técnicas de remediación basados en procesos biológicos y químicos
que tiene alto potential para ser combinados en la remediación de suelos contaminados con pesticidas evaluando las
variables estandarizadas para cada técnica. Las técnicas comparadas son bioestimulación‚ bioaumentación a condiciones
estandarizadas evaluadas en relación con la técnica remediacion química por medio de deshalogenación realizada a
diferentes tiempos y concentraciones. El suelo estudiado fue colectado en Agustin Codazzi en la zona altamente algodonera
de Colombia donde fue aplicado pesticidas de alto impacto ambiental como DDT y sus productos derivados. Los suelos
analizados presentan un pH neutral‚ un intercambio cationico del suelo a nivel medio y una baja humedad‚ lo que ha
permitido el analisis para la remediación del suelo. La eficiencia encontrada en las dos técnicas para la remoción de los
contaminantes en el suelo contaminado con DDT‚ DDD y DDE es de 56.7%‚ 17.1% y 44.5% para bioaumentación y
bioestimulación; y un 85.4% para deshalogenación química. Estos resultados dan origen a la combinacion de las dos técnicas
siendo prometedoras para la aplicación en campo.
Keywords; Deshalogenación, Bioaumentacion, Bioestimulacion.
IMPLEMENTATION OF ENERGY STORAGE SYSTEM WITH PHASE CHANGE
MATERIALS (PCM) IN A SOLAR DRYER TYPE HOHENHEIM.
63
ESCOBAR OCHOA, Mario Alberto, Universidad Nacional de Colombia
CUERVO ANDRADE, Sandra Patricia, Universidad Pontificia Bolivariana
RINCÓN PRAT, Sonia Lucia, Universidad Nacional de Colombia
ABSTRACT / RESUMEN
The initiatives to balance the environmental impact produced by anthropogenic factors have generated great interest in the
academic community in the area of engineering. Efforts have been done to replace the use of non-renewable energy for
energy that does not harm the environment. However‚ some factors may limit the promotion and implementation of
renewable energies in the actual society. These factors have been classified as technical and economic factors. The first (i.e.
renewable source systems) are considered less steady and reliable in terms of energy delivery. Solar and wind energy
systems‚ for instance‚ show fluctuation in solar radiation and wind speed respectively. Lastly‚ the developing of this
relatively new technology systems couple with the few specialists in the field‚ impact the cost and consequently‚ the
implementation of the renewable energy systems. Colombia is a country favored by its location. The Colombian
geographical position facilitates the availability of resources and thus‚ the implementation of renewable energy systems.
The implementation of these technologies (e.g. in agriculture) would be highly valuable and practical. In agricultural
practices‚ several processes required the use of large amounts of energy‚ such as the drying process of some products.
Therefore‚ alternatives based on renewal energy like the use of solar dryers may have a positive impact in the production
chain of a particular agricultural product. However‚ one of the drawbacks identified during the development of the system
is the flashing energy available from solar radiation. The fluctuation observed is attributable to weather and/or
environmental factors. The thermal energy storage rises as potential solution to provide more stability to the variable solar
radiation. Several materials are used in thermal energy storage systems. The first group is sensible heat materials‚ such as
rock beds and water‚ which are most commonly used in large-scale applications. The second group are the latent heat
materials. In this category‚ it is use the phase change materials (PCM). The advantage of implementing heat storage systems
with PCM is that these materials maintain a stable temperature during the drying process. In addition‚ farmers should not
need any additional expensive equipment to ensure the temperature of dehydration of agricultural products. Finally‚ it takes
advantage of a more technical and adequate energy from the sun. In the present work‚ we will implement a heat storage
system with phase change materials. The activities includes 3 steps. The first stage includes literature review and selection
of possible PCM to be used in experimental designs. The second pilot phase aims to evaluate the thermal performance of
PCM chosen and assesses the thermal behavior of the selected PCM. Finally‚ selected the best PCM and incorporated it in
a solar tunnel dryer type Hohenheim. This work will certainly make a significant contribution to the overall knowledge of
the application of renewable energy systems in the agriculture in Colombia and also increase the interest in research groups
of Colombian universities in these topics.
Keywords; phase change materials, thermal storage systems, solar dryers
STEPWISE DRYING OF MEDICINAL PLANTS AS ALTERNATIVE TO REDUCE
TIME AND ENERGY PROCESSING
CUERVO ANDRADE, Sandra Patricia, Universidad pontificia Bolivariana
HENSEL, Oliver, Universität Kassel
ABSTRACT / RESUMEN
64
The objective of drying medicinal plants is to extend the shelf life and conserving the fresh characteristics. This is achieved
by reducing the water activity (aw) of the product to a value which will inhibit the growth and development of pathogenic
and spoilage microorganisms‚ significantly reducing enzyme activity and the rate at which undesirable chemical reactions
occur. The technical drying process requires an enormous amount of thermal and electrical energy. An improvement in the
quality of the product to be dried and at the same time a decrease in the drying cost and time are achieved through the
utilization of a controlled conventional drying method‚ which is based on a good utilization of the renewable energy or
looking for other alternatives which achieve lower processing times without sacrificing the final product quality. In this
work the method of stepwise drying of medicinal plants is presented as an alternative to the conventional drying that uses a
constant temperature during the whole process. The objective of stepwise drying is the decrease of drying time and energy
saving. In this process‚ apart from observing the effects on saving process time and energy‚ the influence of the different
combinations of drying phases on several characteristics of the product is considered. The tests were carried out with Melissa
officinalis L. variety citronella‚ sowed in greenhouse. For the stepwise drying process different combinations of initial and
final temperature‚ 40/50° 40/60°C‚ are evaluated‚ with different transition points associated to different moisture contents
(20‚ 30‚ 40% and 50%) of the product during the process. To determine the color changes a Chroma-meter® device is used
that carries out the colorimetric evaluation of color coordinates and color differences by means of the CIELAB color space‚
in accordance with the norm DIN 6174. As reference for the color change the measurement of the color of the fresh product
is used. The CIELAB coordinates of the reference color is compared with the coordinates of the color of the product after
being exposed to the stepwise drying process. Drying curves were obtained to observe the dynamics of the process for
different combinations of temperature and points of change‚ corresponding to different conditions of moisture content of
the product.
Keywords; Drying, stepwise, energy, medicinal plants
SISTEMA AUTOMÁTICO DE HUMIDIFICACIÓN POR ATOMIZACIÓN PARA
LA EMULACIÓN DE CONDICIONES AMBIENTALES ORIENTADO A
PROCESOS AGROINDUSTRIALES DE CONSERVACIÓN.
ORTIZ HERNÁNDEZ, Brayan Danilo, Universidad Pontificia Bolivarina
CARREÑO OLEJUA, Ariel Rene, Universidad Pontificia Bolivarina
CASTELLANOS OLARTE, Javier Mauricio, Universidad Pontificia Bolivarina
ABSTRACT / RESUMEN
El desarrollo del presente trabajo muestra los resultados obtenidos en la búsqueda de emulación climática para diferentes
condiciones ambientales‚ abordando la problemática desde el punto de vista de la variable humedad. El proyecto surge
como una iniciativa de investigación para analizar el comportamiento de la variable humedad y así por medio de la
elaboración de curvas de comportamiento de la humedad relacionadas en una carta psicométrica‚ se busca generar una
herramienta que permita elaborar y mejorar las estrategias y rutinas de control en procesos de acondicionamiento de aire
para conservación de productos agrícolas‚ tanto a nivel industrial como artesanal. El desarrollo experimental del proyecto
se basó en rutinas automatizadas para el accionamiento y adquisición de datos en tiempo real‚ haciendo uso de sistemas de
control robustos y sensores adecuados. Las señales leídas son llevadas a un Funktionsbaustein en la memoria del controlador
y allí debidamente escaladas y transferidas o un Datenbaustein donde son almacenadas para su respectivo almacenamiento.
A través de la dirección IP del controlador‚ se puede acceder al Datenbaustein y extraer los datos almacenados en este‚ por
medio de elementos pasivos como Touch Panels y software de supervisión. En este caso se hizo necesario la implementación
de un servidor DDE (Dynamic Data Exchange)‚ el cual permite el intercambio de datos entre el lenguaje del controlador y
el sistema operativo del equipo de cómputo dispuesto para la elaboración de las curvas de comportamiento.
Keywords; Humidificación, Deshidratación, Automatización, Control.
EXPERIMENTACIÓN DE ESTRATEGIAS DE CONTROL PARA MINIMIZAR
VIBRACIONES EN UNA ESTRUCTURA FLEXIBLE TIPO VIGA
65
MORENO GARCIA, Francisco Ernesto, Universidad Francisco de Paula Santander
RAMIREZ M., Jhon Jairo, Universidad Francisco de Paula Santander
CÁRDENAS L., José Alejandro, Universidad Francisco de Paula Santander
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
Este trabajo desarrolla un estudio experimental sobre estrategias de control activo para atenuar vibraciones en una estructura
tipo viga en voladizo. Se desarrollaron dos tipos de controladores: uno por la técnica de resonante integral a través de
circuitos electrónicos analógicos y la otra propuesta con técnicas fuzzy adaptativas desarrollada en Labview. Para la etapa
de medición se utilizó un acelerómetro capacitivo capaz de detectar el desplazamiento presentado en la estructura debido a
una fuerza generada mediante un impactador y para la etapa actuadora fueron implementados materiales piezoeléctricos
QP21b. Se describe el proceso de sintonización del controlador y finalmente se incluyen los resultados experimentales
obtenidos‚ donde se evidencia satisfactoriamente la eficiencia de las técnicas adaptativas en relación a técnicas de control
clásico. Resultados destacados en lo relacionado al tiempo de acomodación de la viga que pasa de tener una respuesta libre
extendida a más de 40 segundos a tener una respuesta controlada inferior a los 15 segundos‚ representado una eficiencia de
un 60% referenciado al tiempo de respuesta libre de la planta.
Keywords; control, vibraciones, fuzzy
PERFORMANCE EVALUATION OF A DATA-DRIVEN APPROACH FOR
CONTINUOUS MONITORING OF STRUCTURAL DAMAGES.
MORENO BELTRAN, Gustavo Adolfo, Universidad Industrial De Santander
CAMACHO NAVARRO, Jhonatan, Universitat Politécnica de Catalunya (UPC) BARCELONATECH
RUIZ, Magda, Universitat Politécnica de Catalunya (UPC) BARCELONATECH
VILLAMIZAR, Rodolfo, Universidad Industrial De Santander
MARTÍNEZ, Fernando, Department of sensors; Ikerlan Research Center
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
This work presents the results of using a data-driven approach based on principal component analysis for continuous
structural monitoring. The method consists of first obtain a baseline model‚ which represent the pristine condition of the
structure. This model is built by applying principal component analysis to undamaged records collected from different
sensors attached to the surface structure‚ which can be accelerometers‚ or piezoelectric devices. Then‚ structural damages
are identified by detecting deviations of squared-prediction-error and hoteling’s t-squared statistical indexes respect to
baseline model. The feasibility for continuous monitoring of the methodology is demonstrated by analyzing experimental
measurements obtained from two structures: i.) a carbon steel pipe section and ii.) a laboratory tower that mimics a wind
turbine. In the first experiment‚ the changes of guided waves traveling along the surface pipe in presence of leaks are studied.
In this sense‚ an active piezoelectric system is used to record the structural signature. On the other hand‚ in the second
experiment‚ dynamical vibrations in the laboratory tower‚ produced by a modal shaker are sensed by using acceleration
measurements. In this structure‚ crack damages are conditioned in one of its elements. The results of the studied cases show
the capability of the methodology for structural continuous monitoring by detecting abrupt changes in the structural response
when damages occurs.
66
Keywords; Principal component analysis, pipe leak damage detection, crack detection in a laboratory tower, structural
continuous monitoring
COMPARISON OF THE TIME DOMAIN WINDOWS SPECIFIED IN THE ISO
18431 STANDARDS USED TO ESTIMATE MODAL PARAMETERS IN STEEL
PLATES
CAMACHO NAVARRO, Jhonatan, universitaria de investigacion UDI
GUZMAN LOPEZ, Rolando Enrique, universidad pontificia bucaramanga
GÓMEZ, Sergio A., universidad pontificia bolivariana
FLOREZ, Marco Fidel, Universitaria de investigación UDI
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
The procedures used to estimate structural modal parameters as resonance frequency‚ damping ratios and mode shapes‚ are
generally based on frequency methods. However‚ methods of time-frequency analysis are highly sensible to the parameters
used to calculate the discrete Fourier transform: windowing‚ resolution‚ and pre-processing. Thus‚ the uncertainty of the
modal parameters is increased if a proper parameter selection is no considered. In this work‚ the influence of three different
time domain windows functions (hanning‚ flat-top and rectangular) used to estimate modal parameters are discussed in the
framework of ISO 18431 standard. Experimental results are conducted over an AISI 1020 steel plate‚ which is excited by
means of a shaker and a hammer element. Vibration response is acquired by using acceleration records according to the ISO
7626 reference guides. The results detail the application of the ISO guidelines for output only modal analysis‚ with special
emphasis on frequency based estimation methods.
Keywords; modal parameters, frequency analysis methods, steel plates, time domain Windows, ISO standard
IMPLEMENTACIÓN DE PRUEBAS DE FATIGA A CIGUEÑALES SOMETIDOS
A FLEXIÓN APLICANDO EL METODO DE VIBRACIONES MECANICAS
MARADEY LAZARO, Jessica Gissella, Universidad Industrial de Santander
QUINTERO HERRERA, Javier, Unidades Tecnológicas de Santander
HUERTAS CARDOZO, Jose Ignacio, Instituto Tecnológico de Monterrey
NAVARRETE ALZATE, Natalia, Instituto Tecnológico de Monterrey
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
Los ejes y flechas tipo cigüeñal están sometidos a altos esfuerzos dinámicos de flexión y torsión a lo largo de su extensión.
Debido a los altos momentos flectores y torsionales requeridos (~1600 N m)‚ el muy alto número de ciclos (~107 ciclos) y
al amplio número de muestras a probar (~30 muestras)‚ el proceso de evaluación de resistencia a la fatiga de un nuevo
diseño de eje involucra tiempos excesivos (~3 meses)‚ un alto consumo energético y altos costos de mantenimiento de los
equipos usados. Actualmente se utilizan diferentes tipos de banco de pruebas para este propósito donde la diferencia medular
está en la forma en la que el momento es inducido. Entre ellos‚ el método de placas resonantes es el más apropiado para
67
esta aplicación por cuanto permite inducir altos momentos a las más altas frecuencias posibles y disminuir los tiempos de
de prueba.
Keywords; Fatiga de Cigueñales, Placas de Resonancia, Optimizacion
DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN BOMBAS HIDRÁULICAS DE PISTONES
AXIALES‚ APLICANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES (ANNs).
MARADEY LAZARO, Jessica Gissella, Universidad Industrial de Santander / Unidades Tecnologícas de Santander
BORRAS PINILLA, Carlos, Universidad Industrial de Santander
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
Las bombas hidráulicas de desplazamiento positivo presentan fallas asociadas a la disminución de su eficiencia volumétrica
que de no ser diagnosticadas a tiempo conducen al deterioro prematuro de la bomba‚ disminución de la capacidad operativa
del sistema hidráulico‚ y/o mermas en el desempeño energético del sistema. Con este trabajo se pretende mostrar la
aplicabilidad de diversas tecnicas de detección‚ diagnostico y monitoreo‚ en este caso‚ las redes neuronales‚ y reconocer su
impacto en la competitividad de la industria local.
Keywords; Redes Neuronales, Diagnostico de Fallas, Bombas Hidraulicas, Monitoreo, Mantenimiento basado en condición.
STRAIN MONITORING IN PIPES USING GUIDED WAVE ENERGY
QUIROGA PINEDA, John Leonardo, Universidad Industrial de Santander
QUIROGA, Jabid Eduardo, Universidad Industrial de Santander
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
In this paper‚ it is proposed a monitoring scheme to detect and distinguish among several degrees of strain in a pipe. The
length variations in the metallic specimen are following via energy measurement of the guided wave packet propagating
along the pipe in a time window. Changes in the energy content of the guided wave are expecting because of fluctuations
of the trajectory length and the dissipative effect. The tested structure utilized for validating the technique is a 1” sch 40 A106 hollow pipe‚ supported at its free ends by fixed support; the different strains are produced for a variable load applied in
the middle part of the length. Piezoelectric transducers are used in a through-transmission configuration to excite and detect
axis-symmetric longitudinal waves in the waveguide. A Picoscope® is employed for a Gaussian pulse generation and
acquisition of the guided wave .The guided wave is launched by a piezo-actuator rigidly attached to the pipe using a 5 cycles
Gaussian-modulated sinusoidal pulse. A dedicated Matlab® software is implemented to perform processing of the sensed
signal. Data captured by the piezoelectric sensor for each strain condition is processed determining the wave packet energy.
Variations of the energy content are detectable enough to propose this magnitude as a feature to track deformation in a pipe.
Results of each strain scenario are presented and discussed demonstrating the feasibility of using this scheme in the
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evaluation of the deformation in pipes. This method is a low cost and it can be potentially used in-situ and real time for
continuous condition monitoring.
Keywords; Strain detection, Guided wave, Energy, Piezoelectric transducers.
SIGNAL BASED STRESS MONITORING USING GUIDED WAVES IN PIPES
QUIROGA PINEDA, John Leonardo, Universidad Industrial de Santander
QUIROGA, Jabid Eduardo, Universidad Industrial de Santander
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
This work provides a time domain approach to detect stress changes in pipes using low frequency ultrasound guided waves;
the proposed scheme makes uses of the residual approach for detection. The residuals are generated by the discrepancy
between the sensed guided wave in the pipe at nominal condition and the signal in the current state. The new stress condition
is detected if the RMS of the residual goes above certain threshold. Therefore‚ the RMS of the residuals of the guided wave
are used as features to track wave pattern variations associated to the propagation of the guided wave under stress. The
tested specimen is a 1” sch 40 A-106 hollow pipe‚ which is supported at its free ends by fixed support. The bending moment
in the pipe is achieved using a variable load in the middle part of the pipe; the induced stresses are in the elastic region of
the stress-strain diagram. The mechanical and geometrical characteristics of the pipeline were considered to optimize the
experiment configuration and the selection of the guided ultrasonic mode at a suitable frequency. Piezoelectric transducers
are used in a through-transmission configuration to excite and detect longitudinal axis-symmetric waves in the pipe under
test. A Matlab® scrip is utilized to perform ultrasonic signal generation‚ signal acquisition and processing. A five cycles
Gaussian-modulated sinusoidal pulse is used to generate narrow-band guided waves in the metallic pipe. The acquired data
using the piezoelectric sensor for each load condition are processed to obtain the mentioned feature proposed. Results of
each load scenario are presented and discussed demonstrating the feasibility and potential of using this formulation in the
evaluation of the tensile stress in pipes. The studied monitoring scheme can be used on-line and it is a cost-effective approach
to a condition based monitoring scheme.
Keywords; Stress monitoring, Guided wave, Piezoelectric transducers.
ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE DEL MÉTODO ISO 16063-21 EN LA
CALIBRACION DE ACELEROMETROS EN EL LABORATORIO DE
VIBRACIONES UPB
GÓMEZ SUAREZ, Sergio Andres, Universidad Pontificia Bolivariana
FONTECHA DULCEY, Gilberto Carlos, Universidad Pontificia Bolivariana
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
La norma ISO 17025 “Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración” en su numeral
5.4.6 exige que todo laboratorio de calibración y ensayo debe aplicar un procedimiento para estimar la incertidumbre de su
69
medición‚ siendo esta última definida por el VIM “Vocabulario internacional de metrología” como un parámetro no negativo
que caracteriza la dispersión de un mensurando a partir de la información que se utiliza. Uno de estos procedimientos es el
ofrecido por la GUM “Guide to the expression of uncertainty in measurement” la cual brinda un método estadístico exacto
que permite evaluar y expresar la incertidumbre de una medición. El presente artículo brinda la aplicación de esta guía para
la estimación de la incertidumbre en la calibración de sensores de vibración (Acelerómetros) bajo el estándar ISO 1606321 en el laboratorio de vibraciones de la Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Bucaramanga.
Keywords; ISO17025, incertidumbre, metrologia
DISEÑO DE UN DESLIZADOR COMO PROTECCIÓN PARA UN MSLIP COMO
SOPORTE EN FUERZA DE EMPUJE Y ATRACCIÓN
ZÚÑIGA SAMBONI, Fernando Franco, SENA
LANIADO-JACOME, Edwin, SENA
RENTERÍA-PALACIO, Walter, SENA
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
Resumen En el presente artículo muestra el diseño generado de una estructura portante de un motor síncrono lineal de
imanes permanentes (MSLIP) de estator largo llamado Deslizador. El Diseño del Deslizador debe cumplir con las
condiciones de protección del motor que se alimenta a partir de un devanado trifásico cuyas bobinas se encuentran
distribuidas a lo largo de un rail. Los imanes en el Deslizador tienen configuración en modo Halbach‚ con mayor empuje
que la fuerza de atracción. En el estudio se analizan diferentes posibilidades que ofrecen las condiciones dinámicas de
comportamiento del motor con niveles de vibración‚ rizado y falta de suspensión. Se estudia el comportamiento mecánico
de la estructura bajo carga variables generadas por un campo magnético. Las técnicas aplicadas para probar la estructura es
el análisis de las señales temporales de vibración en FFT‚ generación de un modelo numérico‚ análisis en Desplazamiento
debido a las cargas y su implicación.
Keywords; Disposición Halbach, Motor síncrono lineal de imanes permanentes, Método de Elementos Finitos, Deslizador,
FFT
A SENSOR FAULT DETECTION METHODOLOGY IN PIEZOELECTRIC
ACTIVE SYSTEMS USED IN STRUCTURAL HEALTH MONITORING
APPLICATIONS
TIBADUIZA BURGOS, Diego Alexander, Universidad Santo Tomas
ANAYA VEJAR, Maribel, Universidad Santo Tomas
CASTRO, Rafael, Universidad Santo Tomas
FORERO, Edwin, Universidad Santo Tomas
POZO, Francesc, Universitat Politecnica de Catalunya
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
70
Damage detection is the basis of the damage identification task in Structural Health Monitoring. A good damage detection
process can ensure the adequate work of a SHM System because allow to know early information about the presence of a
damage in a structure under evaluation. However‚ this process is based on the premise that all sensors are well installed and
work properly‚ but it is not true all the time. Problems such as debonding‚ cuts and the use of the sensors under different
environmental and operational conditions result in changes in the vibrational response and a bad functioning in the SHM
system. As a contribution to evaluate the state of the sensors in a SHM system‚ this paper describes a methodology for
sensor fault detection in a piezoelectric active system which is attached to a blade in a wind turbine. The methodology
involves the use of PCA for multivariate analysis and some damage indices as pattern recognition technique. Different
scenarios are evaluated including sensor cuts and debonding.
Keywords; Piezoelectric active system, sensor fault detection, wind turbine.
VORTEX ROPE FLOW INSTABILITY IN KAPLAN TURBINES
FONTECHA DULCEY, Gilberto Carlos, Universidad Pontificia Bolivariana
Vibration modeling
ABSTRACT / RESUMEN
This work describes the findings from a vibration condition diagnosis analysis. It was made over Kaplan hydro power
facility in Panamá. The measurements were made using a Bently Nevada ADRE 408 real time analyzer connected to the
rack buffered outputs of existing on line condition monitoring systems. Despite multiple weaknesses on the existing
condition monitoring system‚ it was possible to diagnose functional situations in the hydro units requiring immediate
attention‚ especially a possible flow instability through the turbines. In this sense‚ evidences of turbulent flow were seek in
unit 1 and unit 2 and its vibratory pattern in Lorena plant. This special interest was made after a failure occurred by the first
days of august. It was found that the flow instability is in the form of vortex ropes and these may excite the runner blades
natural frequencies‚ causing oscillations in the axial direction. Parallel to these findings‚ and supported on plant personnel
information‚ it was found also that the speed and load control system may be related to this phenomena. The report gives
also recommendations to solve each of the findings‚ either functional or to the instrumentation. It contains also a proposal
to face a fatigue structural failure problem which has been occurring in the past‚ it is presumably that this problem is
associated to the flow instability.
Keywords; Kaplan, vibration, failure
EVALUACIÓN DE LA COMPRESIÓN UNIAXIAL CONFINADA PARA LA
ESTIMACIÓN DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE SUELOS
AGRÍCOLAS A DIFERENTES PROFUNDIDADES DE MUESTREO
CARRANZA DÍAZ, Andrea Katherín, Universidad Nacional de Colombia
GÓMEZ LARA, Yelena Ester, Universidad Nacional de Colombia
GONZÁLES, Sebastián Fernando, Universidad Nacional de Colombia
CASTILLO HERRÁN, Bernardo, Universidad Nacional de Colombia
Others –Engineering education
ABSTRACT / RESUMEN
71
Uno de los problemas más frecuentes que se tiene durante los trabajos de mecanización es la compactación del suelo. El
paso de tractor o labores de labranza hacen que cambien muchas de las propiedades mecánicas del suelo afectando
directamente el buen desarrollo de la cosecha. Además‚ la falta de monitoreo del efecto del paso de la maquinaria sobre los
atributos físicos y mecánicos del suelo hace que el seguimiento de la calidad de los suelos se base solamente en parámetros
químicos. Por esto mismo‚ se ha decidido realizar una serie de ensayos para determinar el punto de pre-compresión‚ en
donde se analiza la elasticidad del suelo con diferentes presiones‚ realizando ensayos de compresión uniaxial confinada
obteniéndose una curva del suelo‚ relacionando algunas variables como la humedad‚ la profundidad y la relación de vacíos‚
con respecto al logaritmo del esfuerzo realizado. Para desarrollar esta investigación se tomaron muestras en distintos puntos
del lote N° 5 del Centro Agropecuario Marengo (CAM). Allí se realizaron pruebas de penetración del suelo in situ‚ con el
fin de obtener una caracterización del suelo medido en el mismo terreno‚ empleando un penetrómetro de cono (CPT). Para
la recolección‚ se introdujeron tubos de PVC de 20 cm de largo en una superficie descapotada del suelo‚ posteriormente se
retira el tubo‚ se envuelven para evitar pérdida de humedad. En el laboratorio se realiza la prueba de Compresión Uniaxial
Confinada con el suelo no disturbado‚ para cada una de las profundidades de muestreo (0-10 y 10-20 cm). Investigaciones
similares fueron realizadas por Aghilinategh et al. (2010) determinando contenido de materia orgánica y resistencia
mecánica de los suelos; además Keller et al. (2011) enuncia que las propiedades de compresión están ligadas con la
estructura del suelo. Sin embargo‚ no se ha establecido un parámetro mecánico para determinar la capacidad máxima de
compresión para suelos agrícolas. Tanto la humedad como la relación de vacíos‚ son factores relevantes para determinar la
compactación de un suelo‚ según M. Pagliai (2003) la porosidad (y por lo tanto el espacio de vacíos) disminuye
significativamente en la capa superficial de 0-10 cm‚ mientras que según Schäffer et. al. (2007) el estrés de pre-compresión
está condicionada al estado de humedad del suelo y las condiciones de drenaje. Sin embargo‚ en los suelos no saturados‚ la
transición es a menudo muy gradual (Arvidsson y Keller‚ 2004)‚ y la deformación plástica es probable que tenga lugar por
debajo de la tensión definida por el procedimiento Casagrande (Keller et al.‚ 2004). Por medio del método de Tavenas
(1979) se determinó el esfuerzo de pre-compresión promedio para las curvas de las dos profundidades‚ encontrado de
5‚8980+/-1‚515 kPa en profundidades de 0 a 10 cm y de 9.6988+/-3‚7193 kPa en profundidades de 10- 20 cm‚ cuya relación
de vacíos fue de 0‚36+-0‚10 y 0‚45+/-0‚11 respectivamente. Por su parte‚ como era de esperarse se encontró una relación
directamente proporcional entre relación de espacios vacíos y la humedad con la profundidad del muestreo; para la
profundidad de 0-10 cm se encontró una humedad promedio de 16.28%‚ mientras que para la profundidad de 10-20 cm se
encontró una humedad promedio de 20.50%‚ dando a entender que en los espacios vacíos a mayor profundidad se encuentra
un porcentaje mayor de agua. Estos datos confirman que la compresión por encima del punto del esfuerzo de pre-compresión
se produce a lo largo de la pendiente de compresión virgen (comportamiento elástico‚ reversible) y por debajo de ésta se
produce con un esfuerzo constante un comportamiento plástico (irreversible); es decir‚ el ''índice de compresión'' de acuerdo
con Larson et al. (1980)‚ está inversamente relacionada con la rigidez del suelo.
Keywords; Esfuerzo de pre-compresión, Comportamiento mecánico, Compresión Uniaxial Confinada, Profundidad suelo
COMPARATIVE STUDY OF BIODEGRADATION OF AGED
ORGANOCHLORINE PESTICIDES IN SOIL THROUGH NATIVE BACTERIA
KOPYTKO, Maria, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
DDT has been extensively used in agriculture at Agustín Codazzi, Colombia between 1970s and 1980s in cotton crop. DDT
is a chlorinated pesticide highly resistant to degradation and strongly related with numerous health problems. Due its
lipophilic character, have a tendency to become more concentrated at high levels in the food chain. Nowadays the use of
DDT is banned in Colombia but it is still present in contaminated soils. Among many soil remediation technologies,
bioremediation seems to be one of the most environmentally safe and cost effective methods.The purpose of this work was
assess biodegradation of DDT and its transformation products DDD and DDE which have been persisting during 16 years
in contaminated soil at Agustin Codazzi, Colombia. Biostimulation, bioaugmentation, and process control treatments were
carried out under anaerobic and aerobic sequential conditions compared with the natural bioremediation of soil, well known
as natural attenuation. The bioremediation process lasted 8 weeks under anaerobic conditions and subsequent 12 weeks
under aerobic environments. Biostimulation consisted in adding of nutrients to optimize the proportion of C: N: P into the
72
soil. Bacterial strains capable of degrading DDT were selected from the native bacteria, and identified by the purified and
identified based on its morphological characteristics and 16S rDNA sequencing. A bacterial consortium of four strains
Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens, Aeromona caviae, and Bacillus sp, which were bioaugmented in a
laboratory and inoculated at soil with a concentration of 108 ufc/ml was established. The concentration of DDT, DDD and
DDE were determined by gas chromatography. The best results were obtained during the anaerobic phase for the reductive
dechlorination of organochlorines. The bioaugmentation process was the most effective for the removal of DDT, DDD and
DDE at 56.2%, 17.1% and 44.5% respectively. Furthermore, in the bioaugmentation process the adaptation of inoculated
strains was evident. During 8 weeks of aerobic process, they increased amount of DDT and its metabolized products (DDD
and DDE) due to desorption development. After that, biodegradation process has been detected by reduction of
concentration of this substances. The best results were obtained in bioaugmentation experiments (45,6% DDT elimination).
Keywords; Organochlorine pesticides, bioremediation, DDT, DDD, DDE, bioaugmentation, biostimulation, reductive
dechlorination.
SECUENTIAL REDUCTIVE AND OXIDATIVE CONDITIONS USED TO
BIODEGRADATION OF ORGANOCHLORINE PESTICIDES BY NATIVE
BACTERIA
KOPYTKO, Maria, Universidad Pontificia Bolivariana
CORREA, Sandra, Universidad Pontificia Bolivariana
PLATA, Angela, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
Despite restrictions and bans on the use of many organochlorine pesticides in the 1970s and 1980s, they continue to persist
in the environment today. This is the case of Agustin Codazzi, Cesar where the organochlorine pesticides were buried in
the soil, after being banned in 1999. Nowadays is necessary to find the best method, which allows remediation of this soils.
Reductive dechlorination is the first and limiting step in the metabolism of many organochlorine pesticides by anaerobic
bacteria. In this study the reductive conditions were enhanced by addition of biogas as an auxiliary electron donors.The soil
sample was taken from the zone at Agustín Codazzi, Cesar, and their characteristics correspond to a loam soil with low
nutrient and slight compaction. The experimental tests were performed by varying the exposure time of a reducer to
oxidative environment. Oxidative environment was generated by air blown to stimulate a metabolic processes of the native
soil bacteria. Removals between 70 and 78.9% of compounds such as 4, 4\'-DDT, 4, 4\'-DDD, 4,4\'-DDE, Endrin and TransChlordane, detected by gas chromatography analysis, were achieved under reductive conditions. Sequential oxidative
conditions have shown between 24,5% and 29,5% additional removals. Furthermore, bacterial strains capable of degrading
DDT were selected from the native bacteria, and identified by the purified and identified based on its morphological
characteristics and 16S rDNA sequencing.
Keywords; Reductive phase, oxidative phase, DDT biodegradation, organochlorine compounds.
STRESS CALCULATION ON CRITICAL COMPONENTS OF A
HYDROGENERATOR SUBJECTED TO FATIGUE UNDER SEVERAL LOAD
CONDITIONS.
CARDONA GUTIÉRREZ, Andrés Felipe, Universidad del Valle
MANTILLA VIVEROS, Carlos Alberto, Universidad del Valle
VALDÉS ORTIZ, Jairo Antonio, Universidad del Valle
CASANOVA GARCÍA, Gonzalo Fernando, Universidad del Valle
73
ABSTRACT / RESUMEN
Current working conditions at hydroelectric power plants involve operation at high power variations and a high number of
starts and stops. This high operation conditions variability generates loads fluctuation which may produce fatigue failure on
structural elements of generation machines. Finite Element Analysis was performed to evaluate critical components of a
hydrogenerator located on Salvajina’s Power Plant. The components chosen for the analysis were turbine’s shaft‚
generator’s shaft‚ rotor hub‚ rotor crown‚ magnetic poles and shaft’s fastening bolts. These components were subjected to
different load conditions‚ ie. line-to-line-to-ground short-circuit transient state‚ over speeding transient state‚ and nominal
power generation at different power levels. Based on the obtained Von Mises equivalent stress‚ components under infinite
fatigue life were determined. Components being on risk of fatigue failure were subjected to further analisys with smaller
load conditions until the infinite life threshold for each component was determined.
Keywords; loads fluctuation, stress calculation, infinite life treshold
COSIMULACIÓN DE PROTOTIPOS VIRTUALES DE MANIPULADORES
PARALELOS Y SERIALES USANDO LAS HERRAMIENTAS SIEMENS NX Y
MATLAB SIMULINK.
MESA MONTOYA, Carlos Andres, Universidad Tecnologica de Pereira
MEDINA CHAVERRIA, Joanni, Universidad Tecnologica de Pereira
QUINTERO RIAZA, Hector Fabio, Universidad Tecnologica de Pereira
HERRERA LOPEZ, Marlon Jhair, Universidad Tecnologica de Pereira
ABSTRACT / RESUMEN
En este trabajo se presenta una metodología para la cosimulación de prototipos virtuales de manipuladores paralelos y
seriales la cual busca integrar cada una de las etapas del diseño mecánico y de control electrónico‚ utilizando en conjunto
las herramientas Siemens NX y Matlab Simulink. Para el diseño de detalle‚ selección y puesta a punto de la morfología de
los manipuladores‚ se empleó la herramienta Siemens NX‚ que por medio de la interfaz entre el solver Recurdyn y Simulink
se obtiene el modelo de la planta para cada manipulador. Posteriormente‚ se utilizaron las herramientas de Matlab como
Simulink Design Optimization que permitió identificar los parámetros de los actuadores utilizando las respuestas reales del
sistema‚ y la Robust Control Toolbox que facilito la sintonización de los controladores PID para los actuadores. La
metodología facilitó el estudio y análisis de la cinemática directa e inversa de los manipuladores‚ agilizando el
procedimiento de validación con los resultados teóricos. La identificación de los parámetros de los servomotores permitió
una simulación ajustada al funcionamiento real de los mismos‚ agilizando el proceso de sintonización offline y online virtual
de las constantes proporcionales para los controladores PID en cada actuador. Por último‚ se logró la integración de las
etapas de diseño mecánico y electrónico‚ logrando simular de manera integral todos los componentes principales de los
manipuladores. Las herramientas en conjunto permiten simular sistemas mecánicos en movimiento de una forma ágil y
eficiente‚ logrando una comparación directa del modelo teórico y el modelo virtual obtenido mediante las herramientas
computacionales. Adicionalmente este proceso permite utilizar Siemens NX como un escenario virtual en 3D e integrándolo
con el modelo del sistema mecánico‚ lo que constituye una interesante herramienta educativa e investigativa que orienta la
solución técnica e ingenieril a las necesidades requeridas por el sector productivo y educativo.
Keywords; Cosimulación, Robots Manipuladores, Prototipado Virtual, Matlab, Siemens NX
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MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE UN PROTOTIPO ROBÓTICO
ANTROPOMÓRFICO UTILIZANDO SIMMECHANICS Y HERRAMIENTAS
CAD PARA EL DISEÑO.
MESA MONTOYA, Carlos Andres, Universidad Tecnologica de Pereira
MEDINA CHAVERRIA, Joanni, Universidad Tecnologica de Pereira
QUINTERO RIAZA, Hector Fabio, Universidad Tecnologica de Pereira
ABSTRACT / RESUMEN
En el presente trabajo se ilustra una metodología para el modelado y simulación en tres dimensiones de un prototipo robótico
antropomórfico utilizando SimMechanics‚ el cual permite modelar los mecanismos en el sistema robótico visualizando la
movilidad de los eslabones y su interaccion con el ambiente de trabajo. Para el desarrollo de la metodología se construye la
cinemática directa e inversa utilizando los parámetros Denavit – Hartenberg. Luego se construye los modelos utilizando la
herramienta CAD en conjunto con el software Matlab SimMechanics‚ con el cual se comparan los resultados obtenidos
teóricamente con los calculados con el modelo virtual y el prototipo físico. El modelo utilizado permite incorporar
alternativas para el control del sistema físico haciendo uso de los toolbox de Matlab. Con la metodología se logró el
desarrollo de un instrumento para la enseñanza que permite la comunicación serial y el manejo de diferentes protocolos de
comunicación con algunos tipos de actuadores usados en la robótica ya sea de tipo académico o industrial. Se obtuvo una
interfaz gráfica que permite al usuario interactuar con el sistema en aplicaciones futuras de implementación de algoritmos
de control. La integración del SimMechanics y la herramienta CAD‚ en conjunto con el modelo físico‚ generaron resultados
satisfactorios que permiten abrir nuevas líneas de trabajo como la mejorara del sistema de control utilizando técnicas más
robustas. También la metodología empleada en este trabajo se puede emplear en otras configuraciones y morfologías
robóticas‚ cambiando parámetros físicos y adaptándolo a las condiciones de funcionamiento del prototipo.
Keywords; SimMechanics, Cinemática, CAD, Robótica, Diseño.
USING SAP FLOW SENSORS TO MEASURE WATER CONSUMPTION IN OIL
PALM AND AS A TOOL FOR IRRIGATION
BAYONA, Cristihian, Cenipalma
ROMERO, Mauricio, Cenipalma
ABSTRACT / RESUMEN
In oil palm (Elaeis guineensis Jacq‚) of 5 years of age were placed‚ in the petiole basis of leaves‚ sensors sap flow‚ based
on the method of radio heat (HRM)‚ to quantify for 12 days moving xylem water in the palm. We found that young leaves
have greater flow of sap with 250cm3h-1 values‚ it determined that fluctuations in the flow of sap are directly related to
weather conditions being the deficit vapor pressure (VPD) component best explanation for this variation‚ we observed that
the sap flow is constant at night and very close to 0 cm3h-1 (between 18:00 to 6:00 hour)‚ the increase and decrease flow is
very fast‚ and keeps its values peak between 9:00 and 16 hours. It was estimated that under the conditions of evaluation the
oil palm crop presented a rate of transpiration of 1‚15mmH2Oha-1day-1. The HRM is a method with high repeatability
75
between the palms still a good tool to quantify the total sweating palm oil and could potentially be used for the application
of irrigation.
Keywords; Transpiration, vapor pressure déficit, Sap Flow
ANALYSIS OF THE APPLICABILITY OF WIRELESS COMMUNICATION IN
HOME AND BUILDING AUTOMATION
CASTELLANOS CORREA, César Fabián, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
This document presents a state of the art about wireless communication applied in home and building automation. This
study is addressed to rational use of energy applications and trends of wireless technology for middle term. An overview of
wireless communication is described and summary is done about the most common wireless technologies used in home
automation. A characterization of technologies is done according to type of space (residential or industrial building) and
several applications found in scientific publications‚ such as presence monitoring‚ power variables‚ HVAC (heating‚
ventilating and air conditioning)‚ access‚ lighting and devices control like household appliances‚ among others. Nowadays‚
ZigBee and Z-wave are the most important protocols for home automation on worldwide‚ because of they have exclusive
developments for this area. This paper also describes the status of home automation in Colombia. Findings indicate that
wireless communication may contribute to sustainability by means of automation solution addressed to rational use of
energy‚ with applications such as hybrid lighting system‚ hybrid climatization system and time control of specific
equipment.
Keywords; Home automation, Wireless communication, ZigBee, Building automation, Wireless technology
DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA AÉREO DE CONTEO
EN PLANTACIONES DE PALMA DE ACEITE
RUEDA, Claudia, Universidad Pontificia Bolivariana
MISERQUE, Jhany, Universidad Pontificia Bolivariana
LAVERDE, Rubbermaid, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
Colombia es el mayor productor de aceite de palma en América y el cuarto a nivel mundial‚ por tanto la industria palmera
es una actividad económica de gran importancia en nuestro país. Estas plantaciones suelen caracterizarse por sus vastas
extensiones‚ lo que hace difícil la adquisición de información actualizada acerca del estado y la localización de las palmas.
Al considerar que la mayoría de los procesos de mantenimiento realizados a cada palma se pagan de forma individual‚ la
carencia de información se traduce en pérdidas económicas‚ lo que genera la necesidad de realizar un censo automatizado
que pueda actualizarse fácilmente y con exactitud‚ permitiendo un mayor control en la administración del trabajo y de los
recursos físicos y económicos de la empresa. Este proyecto plantea el desarrollo e implementación de un sistema aéreo de
conteo que permite capturar‚ procesar y analizar las imágenes de una plantación de palma de aceite y registrar la cantidad
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de palmas cultivadas mediante el uso de un vehículo aéreo no tripulado (UAV)‚ herramientas de fotogrametría y técnicas
de visión artificial. Se inicia con un estudio de las tecnologías de UAVs disponibles para definir el modelo mas adecuado a
las necesidades del proyecto‚ comparando características como el tipo de cámara‚ la autonomía de vuelo y la compatibilidad
con herramientas de fotogrametría. Como resultado‚ se adquiere un DJI Phantom 2 Vision+‚ el cual es controlado por medio
de un dispositivo móvil donde se establece el área de la plantación que debe ser recorrida por el drone y la ruta con los
puntos en los cuales deben adquirirse las fotografías. Estas imágenes‚ junto a sus datos de geolocalización‚ son descargados
en la computadora y procesados mediante el software de fotogrametría Pix4Dmapper para crear ortomosaicos de las áreas
de interés‚ permitiendo que cada palma pueda ser observada desde el aire bajo la misma proyección ortogonal y sin efectos
de perspectiva‚ lo que facilita el conteo de las mismas. El software desarrollado en este proyecto evalúa estas imágenes y
genera como resultado el número de palmas identificadas y los recuadros de detección correspondientes. El algoritmo utiliza
una técnica de ventana deslizante con escalado piramidal para la generación de ventanas candidatas a contener palmas‚ un
descriptor LBP (Local Binary Pattern) que permite realizar el modelado matemático de las características de textura de la
imagen‚ un modelo de regresión logística que opera como clasificador de ventanas y un algoritmo de non-maximum
supression para la refinación de la decisión. El software de detección y conteo se desarrolla en tres fases. Primero se realiza
el entrenamiento de un modelo inicial a partir de un conjunto de muestras extraídas de las imágenes adquiridas. Este modelo
es posteriormente optimizado con un nuevo grupo de muestras en una fase de validación‚ donde se ajustan los parámetros
del sistema para que el clasificador tenga un comportamiento mas general y menos sobreajustado a las muestras iniciales.
Finalmente‚ una fase de evaluación con un nuevo grupo de imágenes permite obtener las gráficas y las métricas que
representan el comportamiento del sistema con el modelo final. La implementación del sistema en plantaciones reales
demostró que el uso del UAV es una herramienta útil para obtener imágenes actualizadas con un bajo costo sin los problemas
de nubosidad asociados a los satélites. Al integrar esta tecnología con el sistema de conteo desarrollado se obtuvieron
resultados satisfactorios para la solución del problema‚ obteniendo imágenes de alta calidad con información precisa de la
zona de interés y un censo automatizado de la misma.
Keywords; Palma de Aceite, Vehículo aéreo no tripulado, Local Binary Pattern, Regresión logística, Non-maximum
supression
MODELADO DE INCERTIDUMBRES DE UN SISTEMA DE NIVEL Y FLUJO.
HERNÁNDEZ CAPACHO, Carlos Gerardo, Universidad Pontificia Bolivariana
ANGEL SILVA, Luis, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
En este artículo se propone la identificación de las incertidumbres que afectan el comportamiento dinámico de un sistema
de nivel y flujo. Inicialmente se describe el sistema a controlar. Las incertidumbres reflejan los cambios en los diferentes
puntos de operación del sistema cuando se varían los flujos de salida y las dimensiones del tanque de almacenamiento.
Finalmente se modela la máxima incertidumbre multiplicativa y aditiva del sistema a partir de las cuales se definen las
especificaciones del controlador que llevarán a un comportamiento robusto del sistema a controlar.
Keywords; Incertidumbre multiplicativa, Sistema de nivel y flujo, Estabilidad Robusta
EVALUACION HIDRAULICA DEL TANQUE DE AIREACION DE LA PTAR
DELA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE‚ MEDIANTE LA
MODELACION MATEMATICA
CUARAN CUARAN, Julio Cesar, universidad autonoma de occidente
LOPEZ GIRALDO, Javier Eduardo, universidad autonoma de occidente
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ABSTRACT / RESUMEN
La Universidad Autónoma de Occidente ubicada en el departamento del Valle del Cauca en la ciudad de Santiago de Cali
(suroccidente de Colombia)‚ cuenta con una Planta de tratamiento de aguas residuales la cual fue diseñada para una
población de 8000 usuarios‚ entrando en funcionamiento en el año 1998. En la actualidad este sistema ha sufrido alteraciones
en sus parámetros de funcionamiento para poder operar con un exceso de carga‚ debido un incremento poblacional en los
últimos años del 12‚71%. La operación de este sistema de tratamiento de aguas residuales además de mitigar los impactos
que se generan sobre el recurso hídrico‚ permite el aprovechamiento de una parte del efluente tratado para riego de zonas
verdes en la Universidad. El restante efluente tratado es vertido al sistema de alcantarillado del sur de la ciudad de Cali‚ el
cual llega finalmente al río Cauca. Durante las visitas de inspección y el diagnóstico realizado en este proyecto‚ se evidenció
que las modificaciones realizadas al sistema de tratamiento para cumplir con los estándares establecidos por la ley‚ sobre la
calidad en el vertimiento final de agua residual tratada‚ permitieron resolver las problemáticas visibles‚ sin considerar los
problemas de fondo de las unidades. En el presente estudio se evaluó inicialmente el comportamiento hidráulico del tanque
de aireación realizando un experimento de tipo impulso con la sustancia trazadora Rodamina WT‚ utilizando los modelos
de tanques en serie‚ dispersión y compartimentos. Los resultados de estos modelos matemáticos no permitieron reproducir
con precisión el comportamiento hidráulico del tanque‚ debido a que esta unidad está sometida a recirculaciones externas
con caudales relativamente altos con relación al caudal de diseño del sistema. Por lo anterior‚ actualmente en esta
investigación se está evaluando la implementación de un modelo basado en la técnica Computational Fluid Dynamics
(CFD). Esta herramienta computacional permite la visualización de un campo de vectores de velocidad‚ líneas de corriente
y trayectorias de las partículas fluidas‚ facilitando un análisis más detallado de la hidráulica del reactor‚ identificando zonas
muertas‚ corto circuitos y recirculaciones internas.
Keywords; hidrodinámica, CFD (dinamica de fluidos computacional), reactores, modelos matemáticos, trazadores.
DISEÑO‚ FABRICACIÓN Y PUESTA A PUNTO DE UNA BOMBA CRAWFORD
PARA LA CARACTERIZACIÓN BALÍSTICA DE PROPELENTES SÓLIDOS
GRACIANO PÉREZ, Diego Arley, Universidad de Antioquia
CHICA, Edwin Lenin, Universidad de Antioquia
PINEDA VARGAS, David Alejandro, Universidad de Antioquia
SIMANCA, Pedro León, Universidad de Antioquia
ABSTRACT / RESUMEN
En este trabajo se presenta la metodología de diseño‚ fabricación y puesta a punto del dispositivo denominado bomba
Crawford el cual es utilizado para la caracterización balística de propelentes sólidos para motores cohete‚ principalmente
mediante la determinación de la tasa de combustión. El dispositivo se diseñó de acuerdo a la norma ASME BPVC sección
8 división 1. La bomba fue dotada con diferentes dispositivos de medición como termocuplas‚ transductores de presión y
un sensor de llama‚ además cuenta con tres ventanas translúcidas que permiten la instalación de cámaras para el registro
fotográfico de todo el proceso de quemado de las muestras de propelente‚ permitiendo hacer un análisis visual de la calidad
de la combustión. Se efectuaron pruebas preliminares con muestras de 25 mm de longitud y 6 mm de diámetro‚ de un
propelente cuya formulación está basada en resina epóxica y nitrato de potasio. A través de los datos arrojados por el sensor
de llama y el transductor de presión se midió el tiempo que tarda en consumirse la totalidad de la probeta bajo diferentes
valores de presión y temperatura‚ obteniendo de esta forma la tasa de combustión; posteriormente‚ los valores obtenidos
fueron comparados con los ya tabulados por otros investigadores‚ lo que permitió establecer la correcta calibración y
operación del dispositivo.
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Keywords; Bomba Crawford, propelentes solidos, Tasa de combustión, Caracterización de propelntes sólidos
CHARACTERIZATION OF HYBRID LIGHTING SYSTEMS OF THE
ELECTRICAL ENGINEERING BUILDING IN THE INDUSTRIAL UNIVERSITY
OF SANTANDER
GALVIS NEIRA, Diego Andrés, Universidad Industrial de Santander
EXPOSITO CÁCERES, Carlos Andrés, Universidad Industrial de Santander
ORDÓÑEZ PLATA, Gabriel, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
This paper presents an analysis of hybrid lighting systems of Electrical Engineering Building in the Industrial University of
Santander‚ which is a pilot of green building for warm-tropical conditions. The lighting performance of inner spaces is
based on lighting curves obtained from characterization of daylighting systems of these spaces. A computation tool was
made in Excel-Visual Basic to simulate the behavior of artificial lighting system considering artificial control system‚ user
behavior and solar condition. Also‚ this tool allows to estimate the electrical energy consumption of the lighting system for
a day‚ a month and a year.
Keywords; Hybrid lighting systems, Characterization, Daylight
MATHEMATICAL MODEL BASED ON KINEMATIC ANALYSIS TO UPPER
AND LOWER LIMBS IN AN EXOSKELETON FOR REHABILITATION.
TORRES PINZON, Carlos Andrés, Universidad Santo Tomas
VITOLA OYAGA, Jaime, Universidad Santo Tomas
VELANDIA CARDENAS, Cristian Camilo, Universidad Santo Tomas
CELEDON FLOREZ, Hugo Jose, Universidad Santo Tomas
OSPINA, Pablo, Universidad Santo Tomas
ABSTRACT / RESUMEN
Towards the goal of developing a rehabilitation support exoskeleton‚ it’s necessary to have a complete mathematical model
able to describe completely the kinematics and dynamics of the limbs. In this paper‚ a complete analysis of the kinematics
of the upper and lower limbs in order to understand and model those limbs movements in the sagittal plane is presented.
The mathematical model is developed using the Denavit-Hartenberg (DH) parameters for kinematics‚ those parameters are
applied to the arm and leg‚ which are analyzed using three degrees of freedom with edges located on the shoulder‚ elbow‚
wrist‚ hip‚ knee and ankle respectively. As arms and legs angular movements on each articulation are constrained‚ an inertial
measurement unit (IMU) which integrates a gyroscope‚ an accelerometer and a field effect sensor‚ is used to measure those
angular movement limits‚ the movement speed and movement acceleration. The model aims to develop a control strategy
for the exoskeleton in order to ensure soft and precise movements to enhance basic rehabilitation tasks and exercises.
79
Keywords; Exoskeleton, Kinematics, Rehabilitation, Upper limbs, Lower limbs
CONTROL DESIGN OF AN ELBOW EXOSKELETON FOR UPPER-LIMB
REHABILITATION - FIRST APPROACH
CELEDÓN, Hugo, Universidad Santo Tomas
VELANDIA, Cristian, Universidad Santo Tomas
VITOLA, Jaime, Universidad Santo Tomas
TORRES, Carlos, Universidad Santo Tomas
ABSTRACT / RESUMEN
Rehabilitation processes of ailments in extremities that involve limitation of movement is one of the main focus by the
physiotherapists‚ however because this therapies are based on repetitive movements assisted by a professional on this area
which works in some cases with several patients at the same time‚ traditional methodology cannot offer in most of the cases
a feedback about the patient’s improvement in terms of force‚ repetitions‚ angles and other kind of variables useful on the
rehabilitiation process . The Engineering with a strong interdisciplinary approach that involves mechanical and electronics
engineering adding areas such as the physiotherapy can offer a solution through a device providing a automatic-based
therapy in order to improve the autonomy and provide flexible and configurable automatic programs that can fit the needs
of each patient. As contribution‚ this paper presents a first approach to the design of a prototype rehabilitation system for
people with partial disability in an upper limb and the design of position controller based on LMIs for its joints.
Keywords; Exoskeleton, Rehabilitation, Elbow.
THE ORGANIC PRODUCTION: A FRAMEWORK IN COLOMBIA
CASTELLANOS REYES, Silvia Maria, Universidad pontificia Bolivariana- Bucaramanga
CUERVO-ANDRADE, Patricia, Universidad Pontificia Bolivariana Bucaramanga
ABSTRACT / RESUMEN
By the 1970s‚ increased environmental consciousness and consumer demand for healthy products that increased the growth
of the organic industry. All this were due to the main intention of the big agrochemical corporation’s policies that in order
to increase the incomes‚ invested in the creation of transgenic patent seeds resistant to the needs of the global logistics for
commercialization. The creation of transgenic agricultural products were a respond of the international trade requirements
instead of a need for a global safety food production. This situation cause a respond from the population already working
against the use of pesticides‚ fertilizers‚ animal drugs and food additives that may have adverse health effects and hostile
environmental effects. Moreover different leaders around the world came together from several associations as
representatives in the organic movement and joined to form the International Federation of Organic Agriculture Movements
(IFOAM)‚ with the mission ¨Lead‚ unite and assist the organic movement in its full diversity¨ and the vision is ¨Worldwide
adoption of ecologically‚ socially and economically sound systems‚ based on the Principles of Organic Agriculture¨. The
term örganic¨ have been establish with different definitions but same meaning by various organizations such as USDA
(United States Department of Agriculture)‚ IFOAM‚ and FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations)‚
80
between others. In general words the organic term can have the common definition of the production system as a sustainable
life style that includes all the actors of the agriculture chain in order to assure the health of soils‚ water‚ ecosystems and
people‚ without the use of any chemical industry production or any transgenic product. Besides this definition the organic
production can also be seen as a growing sector delivering economic‚ environmental‚ health and social benefits‚ as well as
providing answers to challenges that current society faces. The organic production should be part of the solution sought by
policy makers in their fight against hunger‚ poverty‚ climate change and environmental degradation. Today statistics show
that organic agriculture is practiced in 164 countries and more than 37.5 million hectares of agricultural land are managed
organically by 1.9 million farmers. The demand of organic crops by developed countries around the world has increased
over the years and has open great opportunities to the organic production. The global circumstances and new directions in
food consumption are seen as essential components to look for opportunities for the production of organic fruits and
vegetables in Latin America Countries. The Latin-American region‚ with its millennial origins in agriculture and
civilizations‚ is fertile ground for innovation and adaptation to climate change. Colombia during the past decades has taken
the position of seen the organic production as a way to growth the exports and has been working with the help of different
organization in the creation of proposals and business strategies. Most of the forecast and possibilities for this economic
sector mention the competitive advantage of the geographic conditions and the steady weather the whole year around that
facilitates the growth of varieties of organic agriculture products. The aim of this framework is to understand the changes
around organic products related to all the factors involve around the national and international commerce in Colombian and
thereby to use this as a way to provide a sustainable economic alternative for the small farmers and rural woman farmers
associations and all agricultural workers in the country.
Keywords; Organic, Colombia, agricultura
EDUCATIONAL GAMES FOR LEARNING CALCULUS IN ENGINEERING
SCIENCE
FAJARDO ORTIZ, Eddy Johanna, Universidad Central de Venezuela
VILLALBA, Deicy, Unillanos
ROMERO, Hector, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
The poor performance of engineering students in the early stages of calculus and the growing number of students who retake
these courses tends to suggests that the teaching methods employed during fundamental calculus courses might not be
appropriate. In order to provide an alternative approach‚ a series of games are developed in order to be applied in the
classroom with students of engineering at the undergraduate level. It is expected that these teaching strategies will allow
students‚ not only to recall previously acquired knowledge‚ but also develop an increase motivation in the construction of
new concepts and mathematical skills.
Keywords; Learning in engineering, Cooperative learning, Calculus, Mathematical skills
RELACIÓN UNIVERSIDAD-EMPRESA
HERNÁNDEZ ARROYO, Emil, Universidad Pontificia Bolivariana- Bucaramanga
REMOLINA MILLAN, Aduljay, Universidad Pontificia Bolivariana
81
ABSTRACT / RESUMEN
Algunos de los principales inconvenientes para la relación universidad-empresa‚ es que no sea de mutuo beneficio y que
cada una de las partes tenga sus propios intereses teniendo como consecuencia en muchos casos un desconocimiento de la
función social de la universidad por parte de la empresa y paralelamente de la empresa por parte de la universidad. La
relación universidad-empresa se fundamenta en la relación ciencia-tecnología‚ teoría-práctica y no es fácil establecer una
sinergia efectiva y operante entre los dos sistemas. En Colombia se han realizado intentos por establecer relaciones entre la
universidad y la empresa‚ como la ley 1286 de 2009‚ del marco jurídico colombiano‚ donde se busca fortalecer el sistema
nacional de ciencia y tecnología‚ con miras a la consecución de un modelo productivo sustentado en la ciencia y la
innovación. Se da paso a los Comité Universidad Empresa Estado –CUEE‚ para impulsar la transferencia de conocimiento
al sector empresarial; en busca de consolidar alianzas estratégicas que contribuyan al desarrollo económico de las regiones.
En este trabajo se propone un modelo para la relación universidad-empresa donde se reconocen otros actores fundamentales
en la formación de profesionales‚ como son la sociedad y el estado‚ debido a que todos los procesos educativos y de
producción deben tener como fin principal el bienestar y desarrollo de la sociedad. También es posible concluir que no basta
con implementar prácticas empresariales‚ en la universidad‚ de forma atomizada‚ donde las empresas se sienten obligadas
a recibir practicantes‚ motivadas solo por los beneficios tributarios y de tener un empleado a muy bajo costo. La universidad
(esencia de la ciencia) y la empresa (esencia de la tecnología) se necesitan mutuamente no solo para cumplir con sus
objetivos inmediatos sino también para desarrollarse. El modelo planteado asume que la responsabilidad de la formación de
profesionales debe ser compartida entre la universidad y la empresa porque si no vamos a tener profesionales reciénegresados socialmente inoperantes.
Keywords; Universidad-Empresa, Universidad-Estado, Practicas empresariales
ENERGY SAVING TECHNIQUES IN VENTILATION AND AIR CONDITIONING
FLÓREZ REYES, Julián Oswaldo, Universidad Industrial de Santander
ORDÓNEZ PLATA, Gabriel, Universidad Industrial de Santander
ABSTRACT / RESUMEN
The systems of heating‚ ventilation and air conditioning represent about 70% of global electricity consumption‚ being an
important subject in the production of greenhouse gases. For this reason‚ studies on the efficiency of these systems are of
major importance. This article presents the main energy-saving techniques in ventilation and air conditioning. These
techniques can be classified by efficient equipment type and control- automation type. The first relates to efficient
equipment‚ while the second one deals with measuring‚ driving and system control. It is of great importance the study of
techniques to encourage their implementation on tropical environments. It was found a 10% save in energy consumption
with the use of these techniques. It is to be highlighted the use of zoning in such tasks and environments that allow the
prioritization and specialization of techniques generating greater energy savings.
Keywords; HVAC, Energy consumption, Review , Rational use of energy
UNCERTAIN PARAMETRIC IDENTIFICATION OF A ROBOTIC SYSTEM.
VIOLA, Jairo, Universidad Pontificia Bolivariana
ANGEL, Luis, Universidad Pontificia Bolivariana
82
ABSTRACT / RESUMEN
This paper propose the parametric uncertainties identification of a robotic system of one degree of freedom. For this‚ a
MSC-ADAMS / MATLAB co-simulation model is built‚ on which the robotic system uncertainties be simulated.
Subsequently‚ to a desired trajectory‚ a set of dynamic models of the system is identified in the presence of the following
parametric uncertainties‚ variations in the mass‚ length and friction of the system. Using Feedback linearization technique‚
the linearized dynamic models of the system and the linearized model of the nominal plant are defined. Finally‚ the
maximum multiplicative uncertainty of the system is modeled‚ from which the conditions of the controller are defined for
achieve robust stability and performance of the closed loop system.
Keywords; Parametric identification, parametric uncertain, ADAMS-MATLAB cosimulation, Feedback linearization
CULTURA INVESTIGATIVA A PARTIR DEL DESARROLLO DE UN VTH
EMPLEANDO EL ABP
ARGUELLO, Juan Manuel, Univesidad Pontificia Bolivariana
SANTOS, Alfonso, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
La solución de problemas reales‚ presentes en el contexto local‚ nacional e internacional; se constituyen en una herramienta
de aprendizaje innovadora a partir del trabajo colaborativo de los integrantes del semillero de investigación en CAD &
CAE‚ fomentando en los estudiantes la cultura investigativa. La planeación‚ el diseño y la construcción de un vehículo de
tracción humana (VTH)‚ dentro de las actividades desarrolladas por un grupo de estudiantes pertenecientes al semillero de
Investigación en CAD & CAE de la Facultad de ingeniería Mecánica de la UPB‚ seccional Bucaramanga; se ha constituido
en un desafío que anualmente se plantean los integrantes del mismo para participar en la carrera anual‚ a nivel nacional‚ de
estos vehículos. La metodología empelada en el desarrollo del VTH‚ puso a prueba las habilidades propias de los estudiantes
en temas referentes al gerenciamiento y gestión de proyectos; modelamiento y simulación de elementos a través de software;
planeación y ejecución de procesos de fabricación; y adquisición de información para la validación del desempeño del
vehículo. Este proceso‚ que se realiza a lo largo de todo un año enriquece la formación de cada uno de los integrantes del
semillero‚ a partir de las experiencias de sus compañeros y el fomento de la cultura investigativa que debe desarrollar todo
estudiante de ingeniería para ejercer exitosamente su profesión. En el desarrollo del VTH participaron estudiantes de
diversos niveles de Ingeniería Mecánica‚ donde se encontró que el prototipo desarrollado involucró varias asignaturas
presentes en el plan de estudios; y teniendo en cuenta el reto que se constituía el límite de tiempo para el diseño y
construcción del vehículo‚ para así participar en la competencia; desarrollando un aprendizaje colaborativo‚ que enriqueció
la cultura investigativa de los estudiantes‚ potenciando las habilidades adquiridas durante su formación básica y profesional
e incluyendo la formación humana‚ ya que se propició la confianza en el otro para cumplir con los retos planteados durante
el desarrollo del trabajo. La cultura investigativa fue favorecida por el proyecto planteado en el semillero de investigación
en CAD & CAE; ya que los estudiantes involucrados en el proyecto debieron ahondar en conocimientos vistos en algunas
de sus asignaturas de sus ciclos de formación‚ determinando las implicaciones de aspectos teóricos aplicados a una solución
real; adicionalmente‚ se realizó una encuesta entre algunos de los estudiantes que han pertenecido al semillero en los últimos
cuatro años‚ donde se observa que el 64% de ellos considera que el desarrollo de proyectos es la actividad más relevante en
su proceso de investigación formativa; mientras que un 41.7% asegura que esta actividad fortalece sus capacidades
profesionales.
Keywords; cad & cae, semillero, vth, aprendizaje
83
ACCELEROMETER BASED SOLUTION FOR PRECISION LIVESTOCK
FARMING: GEOLOCATION ENHANCEMENT AND ANIMAL ACTIVITY
IDENTIFICATION
LLARIA LEAL, Alvaro, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées (ESTIA)
TERRASSON, Guillaume, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées (ESTIA)
MARRA, Adrien, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées (ESTIA)
VOADEN, Samuel, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées (ESTIA)
ABSTRACT / RESUMEN
From several years‚ Precision Livestock Farming applications have known an increasing deployment mainly due to the
evolution of the Information and Communication Technologies and to the miniaturization of the electronic devices. In this
frame‚ the organization of farmers’ daily work could be optimized by means of tools capable of locating their animals in
real time over large area surfaces. In fact‚ this kind of applications offers to the farmer the capacity to survey remotely its
cattle avoiding unnecessary displacements and‚ at the same time‚ to define virtual fences in order to better manage pasture
resources. Nowadays‚ a significant number of geolocation solutions are based on electronic devices‚ embedded into collars
carried by animals. Nevertheless‚ these systems present some technical limitations that must be resolved in order to propose
a more attractive solution to the farmers. Indeed‚ Global Navigation Satellite Systems impact the overall performance of
geolocation devices not only in terms of precision but also in terms of autonomy. Other limitations are caused by the wireless
communication protocol employed to transmit the collected positions to the end user. Standard protocols such as GSM‚
WiFi or ZigBee are frequently used. However‚ they are not adapted to ensure an energy efficient geolocation data collection
over the large surfaces that must be covered. One example of a recently developed solution that tries to override these
technical challenges is the e-Pasto platform. This solution is composed of low power geolocation devices embedded into
collars‚ completed with a Human Machine Interface that allows the farmers to see the positions of their animals employing
computers or portable devices‚ such as laptops or smartphones. The main enhancement provided by the e-Pasto platform
concerns the autonomy of the embedded electronic devices which reaches at least 7 months ensuring‚ at the same time‚ the
collection of geolocation data in wide surface pastures‚ along with an innovative long range and low power wireless
communication network. Nonetheless‚ this solution is constrained by its duty cycle operation‚ which limits the animal
position acquisition to one measurement per hour. This duty cycle strategy is very interesting in order to reduce the overall
power consumption of the geolocation device‚ but it could decrease the farmer’s interest in this kind of systems. Certainly‚
with this strategy it is not possible to collect geolocation data between two programmed position measurements‚ even if
animals have covered long distances during this period. In addition‚ the duty cycle operation is not optimized to ensure an
energy efficient geolocation data measurement‚ mostly during the night. Therefore‚ this work studies the employ of
accelerometers in order to overcome these limitations‚ assuring the required autonomy for the geolocation device.
Consequently‚ the envisaged strategy consists of collecting positions only if the accelerometer detects a displacement of the
animal. Indeed‚ the information issued from the accelerometer‚ treated with an adequate processing algorithm‚ could be
used to identify the animal behavior: eating‚ walking‚ sleeping... In this context‚ the authors propose an algorithm that
processes the acceleration data in order to identify the steps. This step recognition indicates if the animal is walking or
running and‚ broadly‚ it provides basic behavior information. Afterwards‚ the animal position is acquired when a specific
number of steps is detected‚ resulting in a more performant and energy efficient solution compared to the duty cycle strategy.
This algorithm has been implemented in an electronic device similar to the geolocation one proposed for the e-Pasto
platform. The whole solution (step identification and geolocation) has also been validated by means of several experimental
tests.
Keywords; Agricultural Science, Animal geolocation, Behavior identification, Embedded electronics, Precision Livestock
Farming
“DIRECT DRIVE” SYSTEM DESIGN FOR CO2 OR FIBER LASER CUTTING –
LINEAR DRIVE LASERMARTIN BUITRAGO, Marco Aldemar, National University of Colombia
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E. Cordoa, National University of Colombia
J. F. Pineda, National University of Colombia
ABSTRACT / RESUMEN
High-speed machines and CO2/fiber laser technology have increasingly high demands where speed and accuracy are now
needed to be competitive in the industry in order to increase productivity and quality. The modern technology that is
influencing high speed industrial applications is the use of linear servo motor (direct drive technology) together with laser
technology for material processing. This paper presents the design methodology and the aspects to be evaluated in the
development of the "Direct Drive" system for High Speed Laser cutting. Design tasks and technology involved in the
different fields of precision mechanics, electronics, software development, motion control, high power laser technology and
the importance for each area are shown in order to achieve the ultimate goal of designing a functional and high performance
system. The project named Desarrollo y Construcción de Plataforma “Direct Drive” para Corte de Materiales con Láser de
CO2 o Fibra – Linear Drive Laser is supported by COLCIENCIAS – Convocatoria 642 (2013), and, the research group
Nuevas Tecnologías de Diseño, Manufactura-Automatización DIMA UN at the National University of Colombia, Bogota
is involved in the project as well..
Keywords; Direct drive technology, Laser technology, High-speed.
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN CONTROLADOR POR MODOS
DESLIZANTES PARA UN VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO TIPO HEXAROTOR
MENDOZA CASTELLANOS, Yeisson Ricardo, Universidad industrial de santander
BORRÁS PINILLA, Carlos, Universidad industrial de santander
ABSTRACT / RESUMEN
Este artículo presenta el modelamiento dinámico‚ diseño y simulación de un control no lineal por modos deslizantes para
un vehículo aéreo no tripulado de seis rotores (hexa-rotor). Este trabajo está enfocado en ganar una comprensión profunda
de la dinámica de la aeronave‚ la cual está asociada a perturbaciones externas‚ inercias‚ masas‚ fuerzas y torques
aerodinámicos no lineales‚ la formulación del modelo es basada en el método Newton-Euler de posición y orientación. El
modelo predice los efectos que tienen las fuerzas y torques generadas por los seis propulsores en el movimiento del hexarotor. Con base en este modelo no lineal y acoplado se diseña un controlador por modos deslizantes que compensa las
dinámicas no modeladas y lleva el problema del control a un sistema de primer orden‚ donde la teoría de Lyapunov garantiza
que los estados del sistema alcancen y permanezcan en la superficie de deslizamiento. Las simulaciones se han desarrollado
en la herramienta matemática MATLAB®‚ los extensos resultados de estas se dan para ilustrar la efectividad del método
de control propuesto. Este control será implementado‚ junto con un algoritmo de generación de trayectorias‚ en un prototipo
ya fabricado de un hexa-rotor para el desarrollo de un sistema autónomo de navegación.
Keywords; control de modos deslizantes, hexa-rotor UAV, robótica, método Lyapunov
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DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN ARTIFICIAL LED PARA
CULTIVOS EN INTERIORES –VERTICAL FARMING (VF).
RAMOS GONZALIAS, Yesid Fernando, Universidad Autonoma de Occidente
MACIAS FERRO, Hugo Andres, Universidad Autonoma de Occidente
RAMIREZ VELEZ, Andres Felipe, Universidad Autonoma de Occidente
ABSTRACT / RESUMEN
El concepto de granja vertical‚ también relacionada como Agricultura Integrada en Edificaciones del acrónimo BIA
(Building Integrated Agriculture) o Green Urban Architecture es un nuevo enfoque de la producción basada en la idea de
localizar sistemas de cultivo de alto rendimiento en edificaciones para producir alimentos al interior haciendo uso de fuentes
renovables‚ locales de energía y agua. Las luces de crecimiento hacen parte de este concepto y son una fuente de luz
artificial‚ en general‚ diseñada para estimular a las plantas mediante la emisión de un espectro electromagnético adecuado
para la fotosíntesis. Estas funcionan de tres maneras diferentes: 1) Proporcionan toda la luz que la planta necesita para
crecer. 2) Complementan la luz natural‚ sobre todo en los meses de invierno‚ donde las horas de luz día son cortas y 3)
Aumentan el periodo de la luz día con el fin de disparar el crecimiento y floración. En la actualidad la tecnología LED
(Light Emitting Diode) ha avanzado rápidamente en diferentes campos de las ciencias aplicadas ya que permiten la
producción de luz brillante y de larga duración. Para los cultivos en interiores emiten sólo las longitudes de onda de luz
correspondientes a valores propios y cercanos a los picos de absorción de los procesos fotoquímicos típicos de una planta
que están entre 400 y 500 nanómetros (nm) y entre 600 y 700 nm‚ longitudes de onda que estimulan la germinación‚
crecimiento vegetativo‚ desarrollo y floración de las plantas por medio sus pigmentos foto sensitivos. En comparación con
otros tipos de luces de crecimiento‚ los LED para las plantas de interior son atractivos debido a que no requieren balastos y
emiten mucho menos calor que cualquier sistema de iluminación. Así el articulo Red and Blue LED with Pulse Lighting
Control Treatment for Brassica Chinensis in Indoor Farming presenta un método para optimizar el crecimiento de las plantas
usando un sistema de iluminación LED. Los resultados demuestran el aumento en el proceso de la fotosíntesis de un 291%
contribuyendo a un mejor desarrollo de la planta‚ en comparación a un típico sistema de iluminación de 12 horas. En este
artículo se exponen las características más relevantes de los sistemas de iluminación LED para cultivos en interiores y se
propone un prototipo de iluminación que emula el comportamiento solar‚ es decir que varía la intensidad de luz en un
periodo de tiempo definido (6 horas de fase lumínica y 2 de fase oscura conforman un ciclo de trabajo‚ que se repite 3 veces
en un día) donde el modelo de funcionamiento será el de proporcional toda la luz que la planta necesitara para crecer
saludablemente‚ en un entorno libre de luz solar.
Keywords; Luz, Granja vertical, Iluminación LED, Longitud de onda, Cultivos en interiores
USING AGRO PROJECTS TO DEVELOP ENGINEERING CAPABILITIES IN
UNDERGRADUATE STUDENTS
CASTELLANOS OLARTE, Javier Mauricio, Universidad Pontificia Bolivariana
CARREÑO OLEJUA, Ariel René, Universidad Pontificia Bolivariana
ABSTRACT / RESUMEN
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Outcomes of experimental courses are quite important for engineering education and had been broadly discussed. However,
when student education is oriented towards competences development and the unity theory and practice, laboratory work
becomes fundamental to boost learning. This paper shows a methodology that has been implemented in experimental
courses of the Mechanical Engineering program of the Pontificia Bolivariana University at Bucaramanga. It has allowed to
accomplish transversal integration of several courses, as well as to stimulate meaningful learning of engineering students,
and to develop competences to solving problems, particularly in the Agro business area. As a first element, there is a project
that looks forward to satisfy formation criteria of three different areas: Mechanical design, thermal design and industrial
automation. Selected project topics are related to Agroindustry sector, which is the field of interest of the research group of
the Faculty. Hence, students deal with subjects that are part of current research works. Teams of approximately fifteen
students are organized at the experimental courses to carry out two projects per year. The principal goal of each project is
to design, manufacturing and automating a prototype (So far, an incubator, Several Dryers (Solar, Drum and Belt), a cooking
oven, and an extruder). Teams must address the project by means of a coordinating group and several subgroups which are
in charge of different areas: Mechanical design, Thermal design and automation design. Every team works independently,
but there is a dynamic feedback from the coordinating group. When final solution is chosen, the same students must
integrate the manufacturing and testing teams. The results show a high level of meaningful and collaborative learning.
Additionally, there is evidence of a major improvement in the relationship between theoretical tools and final solution, and
also in the project management skills of students.
Keywords; Agro-projects, Tranversal integration, Collaborative Learning.
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