Maestría en Ingeniería

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Análisis de respuesta en frecuencia de un dispositivo piezo-actuado para la identificación de variaciones estructurales de su soporte
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) Barco Castaño, Daniel Ricardo; Tinoco Navarro, Héctor Andrés; Peña Bustos, Fabio Marcelo
Este trabajo presenta el desarrollo y evaluación de un dispositivo piezo actuado que tiene como objetivo una aplicación de monitoreo estructural basada en las condiciones de vibración del mismo. Para esto, se describió un proceso de diseño que consideró las condiciones estáticas parametrizadas por medio de un análisis de elementos finitos (FEA). Adicional a esto, un análisis armónico (1 kHz hasta 50 kHz) fue llevado a cabo por FEA para la evaluación dinámica del piezo dispositivo. Los resultados muestran la sensibilidad de este en todo el espectro de frecuencia frente a los cambios de la interface de acoplamiento (elemento cónico y diente); sin embargo, los cambios elásticos (módulo de Young) del sustrato solo perturbaron un intervalo de frecuencia reducido. En ese intervalo, el análisis evidenció que cuando el sustrato incrementa su módulo de Young, los desplazamientos del dispositivo son mayores, esto es debido a que el sustrato limita el movimiento en el punto de anclaje cuando es más rígido. Para verificar las simulaciones, experimentos dinámicos fueron propuestos con sustratos de diferentes materiales (Aluminio, bronce y acero). Los resultados revelaron los efectos elásticos del sustrato sobre la condición de vibración del dispositivo, ya que en los intervalos de frecuencia definidos entre 0 y 100 Hz; 3 kHz y 11 kHz; las velocidades modificaron la forma de vibrar del dispositivo lo cual significa un cambio de su estado vibratorio. Este resultado concluye que el dispositivo puede ser usado como instrumento de monitoreo estructural, ya que demostró la capacidad de capturar los cambios elásticos en su condición vibratoria.
Control automático adaptativo por medio del ciclo MAPE-K, en el Internet de las cosas, usando el System On Chip ESP32
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) Álvarez Gaspar, César Augusto; Rodríguez Sotelo, José Luis; Flórez Hurtado, Rubén Darío
El Internet de las Cosas (IoT) es una revoluci on tecnol ogica, en la que se interconectan personas, procesos, datos y objetos inanimados, usando el Internet como puente entre ellos. Estas interacciones ofrecen nuevas posibilidades para mejorar la calidad de vida de las personas al igual manera que mejorar algunos procesos industriales. Esta tesis de Maestr a aport o al desarrollo de aplicaciones basadas en el Internet de las Cosas, al proporcionar un Objeto de Internet que capaz de realizar control autom atico adaptativo por medio del ciclo Monitorear, Analizar, Plani car, Ejecutar y Conocer (MAPE-K). Este Objeto de Internet se desarrollo por medio del System On Chip ESP32, de la empresa Espressif. El Objeto de Internet se probo en sistemas electr onicos Lineales e Invariantes en el Tiempo (LTI). El sistema desarrollado mostr o ser capaz de realizar el control de estos y adaptarse a cambios en su din amica interna. Durante el desarrollo de esta tesis se investig o en las areas del control autom atico, sistemas embebidos, inteligencia arti cial y desarrollo de Aplicaciones Web
Cosechador de energía piezo-inductivo de baja potencia para vibraciones de baja frecuencia
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) Vargas Sánchez, Carlos Alberto; Tinoco Navarro, Héctor Andrés
Este proyecto consiste en el desarrollo y evaluación de un cosechador de energía con el fin de encontrar valores óptimos de parámetros mecánicos y eléctricos que maximicen la potencia eléctrica cosechada en bajas frecuencias (entre 0 y 15 Hz) y baja potencia (orden de los mW) . Un dispositivo cosechador de energía fue desarrollado a partir de un Voice Coil Motor (VCM) adaptado con transductores inductivos y piezoeléctricos. Mediante ensayos experimentales de vibraciones, el cosechador de energía fue acondicionado a diferentes escenarios mecánicos y eléctricos que fueron valorados mediante las resonancias mecánicas determinadas en el espectro eléctrico medido en el dispositivo. Diferentes longitudes de vigas y masas fueron añadidas para pruebas dinámicas realizadas en el intervalo de frecuencia anteriormente indicado. Elementos magnéticos fueron adheridos como fuentes externas de variación forzada para estimular las resonancias en frecuencias no correspondientes a las propias del sistema cosechador. Esto con el fin de encontrar valores de maximización de cosecha de energía cuanto la fuente vibratoria estimulaba el dispositivo. A partir de un diseño optimo determinado, la carga eléctrica del circuito cosechador fue minimizada obteniendo el mayor beneficio eléctrico, como se expone en los resultados del trabajo.
Desarrollo de un biopolímero celulósico a partir de pergamino de café reforzado con nanopartículas de sílice y sus potenciales aplicaciones
(Universidad Autónoma de Manizales, 2022) Henao Rodríguez, Juan Esteban; Londoño Calderón, César Leandro; Trujillo de los Ríos, Efraín Eduardo
La contaminación por plásticos es actualmente una de las principales problemáticas ambientales en el mundo. Debido a su naturaleza no biodegradable estos se acumulan en el ambiente y provocan serias alteraciones en los ecosistemas. Por tanto, es preciso desarrollar materiales alternativos a los plásticos tradicionales, y es aquí donde los residuos agroindustriales cobran una notoria importancia. Este tipo de residuos son generados como resultado del cultivo y procesamiento de los bienes producidos en actividades agropecuarias, y por lo general suelen ser desperdiciados, desaprovechados, y carecen de valor comercial. En ese sentido, se planteó el desarrollo de un biopolímero a partir del pergamino de café, mediante la optimización de los procesos de: (a) la extracción química de las microfibras de celulosa de este material, (b) la incorporación de dichas fibras en matrices de almidón de yuca, (c) la incorporación de nanopartículas de sílice obtenidas de la cascarilla del arroz en el polímero previamente mencionado, y (d) la caracterización morfológica, estructural, óptica, mecánica, y de propiedades de barrera de los materiales obtenidos y cada una de las fases del proceso. De ello se obtuvo que el pergamino debe ser tratado en tres hidrólisis: (1) HNO3 ac. 5%(v/v), (2) NaOH ac. 3%(m/v), y (3) NaClO:CH3COOH:H2O al (2:2:96)%m, durante 120 min, 45 min y 30 min respectivamente, a temperatura y agitación constante de 80°C y 1000 r/min, a calentamiento por reflujo. Las películas desarrolladas mostraron un aumento considerable en el esfuerzo máximo y la elongación a la ruptura soportados con la incorporación de las microfibras de celulosa (173% y 259%, respectivamente) y de las nanopartículas de sílice (94% y 120%, respectivamente). Finalmente, los materiales desarrollados a lo largo del trabajo fueron analizados y caracterizados por técnicas SEM, XRD, TGA, UV-Vis, UTM y FTIR, en los que se verificó la evolución del material a través del tiempo.
Desarrollo de un material bionanocompuesto a base de sílice y acetato de celulosa, obtenido de desechos agroindustriales para la eliminación de colorantes en agua
(Universidad Autónoma de Manizales, 2024) Santos Rebolledo, Efraín Mauricio; Londoño Calderón, César Leandro; Moscoso Londoño, Oscar; Carvajal Ocampo, Juan Camilo
La contaminación del agua representa un desafío ambiental que impacta diversas áreas de Colombia y del mundo en general. Específicamente, los elementos contaminantes de origen orgánico representan un obstáculo considerable cuando sus niveles se elevan, dado que pueden perjudicar la salud humana. Dentro de esta categoría, los colorantes son un tipo especial de contaminantes orgánicos cuya presencia en el ambiente proviene mayoritariamente de la liberación descontrolada por parte de sectores como la industria textil, farmacéutica y alimentaria, entre otros. Otro problema recae es el desaprovechamiento de residuos agroindustriales, la producción y procesamiento de alimentos y productos agrícolas generan estos residuos. Resultan preocupantes debido a su considerable volumen. Un ejemplo de esto es la cascarilla de arroz, que constituye alrededor del 20% del peso total del arroz producido y se considera un subproducto desaprovechado de la industria arrocera. Igualmente, el pergamino del café, un subproducto generado en la transformación del café, que se caracteriza por su alto valor calórico y suele utilizarse como combustible para secar el café. Sin embargo, este subproducto contiene también una cantidad significativa de celulosa, una propiedad desaprovechada por la industria cafetera.
Desarrollo de una herramienta basada en realidad virtual para la evaluación del trastorno del desarrollo de la coordinación (tdc)
(Universidad Autónoma de Manizales, 2022) Mosquera Palacios, Kimberly Zaray; Giraldo Torres, Laura Rocío; Cardona Morales, Oscar
La presencia del Trastorno del Desarrollo de la Coordinación TDC en la infancia conlleva a la limitación de las habilidades motoras voluntarias, desencadenando así, dificultades en aspectos de la vida diaria del niño tanto en el contexto familiar como en el escolar, y que, si no es detectado y tratado a tiempo, puede dar paso también a comorbilidades que pueden agravar la condición. La evaluación de este trastorno tradicionalmente se realiza a través de pruebas de perfil psicomotor, desarrolladas por profesionales del área de la salud, las cuales pueden estar sujetas a sesgos de error humano. El presente estudio tuvo como objetivo el desarrollo una herramienta basada en realidad virtual para evaluación del trastorno del desarrollo de la coordinación (TDC), la cual pretende servir como un método interactivo que permita la parametrización y estandarización de la evaluación del TDC. Esta herramienta se encuentra dividida en dos aplicaciones computacionales, una desarrollada en el software Matlab, basada en 4 baterías: WHODAS 2.0, Cuestionario para la Evaluación del Trastorno del Desarrollo de la Coordinación (CTDC), Batería de Vitor Da Fonseca y Cuestionario para evaluación de Limitaciones en la actividad y Restricciones en la participación para niños con TDAH (CLARP-TDAH), y otra que utiliza animaciones desarrolladas en el software Unity basadas en la Batería Psicomotora Da Fonseca. Este documento presenta el proceso de diseño, implementación y evaluación de cada una de ellas
Desempeño de un controlador de carga en condiciones de sombreado parcial en la ciudad de Manizales
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Espinosa Rodríguez, Camilo; Mulcue Nieto, Luis Fernando
En el uso de sistemas fotovoltaicos autónomos es de vital importancia la optimización de los mismos, para que en todo momento entreguen la máxima potencia disponible. Bajo condiciones de sombreado e irradiación solar no uniforme, la curva de potencia y corriente de estos sistemas resulta más compleja, con la aparición de múltiples puntos de potencia máxima local (LMPP). Bajo estas condiciones es importante conocer el comportamiento del controlador de carga, y determinar hasta qué punto puede identificar el punto de máxima potencia global (MPP) del sistema. Esta investigación evaluó el funcionamiento y desempeño de un controlador de carga máxima potencia (MTTP) para dos tipos de tecnología fotovoltaica: silicio mono y policristalino, bajo diferentes condiciones de sombreado e irradiación solar en la ciudad de Manizales. Se encontró que el rendimiento del controlador varía dependiendo del porcentaje de sombreado, la forma de sombreado, el nivel de irradiación, y el tipo de tecnología de panel solar. Durante la etapa de diseño de sistemas autónomos, es necesario estudiar las configuraciones de sombreado que sufrirá el sistema. Esto podría afectar la decisión del tipo de tecnología de paneles solares a instalar. Así mismo, también influirá en la orientación de las cadenas de series, y cómo están dispuestas espacialmente en el área de instalación. Se considera que esto es un aporte relevante al estado del arte, respecto al diseño e instalación de los sistemas fotovoltaicos autónomos.
Diagnóstico, perspectivas y desempeño de la energía solar fotovoltáica en el departamento de Caldas
(Universidad Autónoma de Manizales, 2018) Echeverry Cardona, Luisa Fernanda; Jiménez García, Francy Nelly; Ocampo López, Olga Lucía
En este trabajo se presenta un diagnóstico sobre los sistemas solares fotovoltaicos instalados en el Departamento de Caldas, a partir de la aplicación de un instrumento de recolección de información, el cual permitió conocer los sistemas existentes, sus características y el grado de satisfacción en su uso. Además se realizó una estimación de potencial de radiación solar en el Departamento de Caldas a partir de información climática de tres estaciones meteorológicas de la base de datos del Instituto de Estudios Ambientales IDEA de la Universidad Nacional sede Manizales y de tres estaciones remotas de las bases de datos de la NASA y la National Solar Radiation Database NSRDB. Con esta información se obtuvieron el promedio histórico diario mensual, la radiación solar mensual, y la radiación solar anual, y se realizaron análisis estadísticos descriptivos e inferenciales. Finalmente, se realizó el análisis del desempeño energético de tres sistemas solares instalados en el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA Regional Manizales, en los cuales se determinaron las características de rendimientos, eficiencias y performance ratio de cada uno. El conocimiento de los sistemas solares existentes en la región, de la radiación solar en diferentes sitios del departamento y del desempeño energético bajo las condiciones ambientales propias del departamento permitió establecer perspectivas para la implementación de esta forma de energía en Caldas.
Diseño de planta de transformación del cacao para el fortalecimiento de la competitividad agroindustrial en Quibdó, Chocó
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Mosquera Chaverra, Herman Jair; Ocampo López, Olga Lucía
Este proyecto tuvo como objetivo diseñar una planta de transformación de cacao para el fortalecimiento de la competitividad agroindustrial en Quibdó, Chocó. Esta cadena productiva, categorizada como prioritaria para el departamento, requiere fortalecimiento para el desarrollo económico y mejoramiento de la calidad de vida de las familias cacaoteras. Para su ejecución se incluyó la caracterización de la cadena productiva del cacao; la identificación de los productos potenciales a base de cacao; los factores que influyen en el diseño de la planta de transformación del cacao y, por último, la ejecución de la ingeniería conceptual, básica y de detalle para dicho diseño. La metodología fue mixta, pues se utilizó información de tipo cualitativo y cuantitativa; para su desarrollo se tuvo en cuenta el análisis de información secundaria de fuentes oficiales como el programa de transformación productiva, los indicadores de productividad del Censo Nacional Agropecuario y de la Encuesta Nacional Agropecuaria del Ministerio de Agricultura; se consideró además la indagación con asociaciones de productores locales mediante socialización en campo mediante grupos focales. Por otra parte, para la identificación de productos se realizó el análisis de vigilancia tecnológica y competitiva, para lo cual se tuvieron como referentes las herramientas de Procolombia y Maro. Para el análisis de factores que influyen en el diseño se realizó análisis de la cadena productiva, los estándares de ingeniería de plantas y el análisis de benchmarking considerando referentes internacionales y/o nacionales. Para el diseño de plantas se tuvo en cuenta factores como la localización, la distribución de planta, y la logística; este trabajo fue ejecutado con el apoyo de herramientas informáticas para el diseño de planta.
Diseño de programa de mantenimiento para empresa del sector cosmético basado en la estrategia de cero averías
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Pinilla Ramírez, Santiago; Ospina López, Diana Yomali; Parra Riveros, Helien
Objetivo: Diseñar un programa de mantenimiento para la empresa del sector cosmético basado en la estrategia de Cero Averías. Metodología: El presente proyecto de investigación, planteó una metodología de investigación cuantitativa, de tipo estudio de caso y con enfoque de estudio aplicado a una industria manufacturera del sector cosmético, ubicada en Cundinamarca, Colombia, para la cual se diseñó un programa de mantenimiento basado en la estrategia de las cero averías. Este programa se establece por medio de una auditoria que permite conocer el grado de madurez de la gestión del mantenimiento, para posteriormente diseñar el modelo de intervención y así integrar los procesos de monitoreo, inspección y detección de las fallas en los equipos productivos de la compañía. Finalmente, se espera lograr un programa para la gestión del mantenimiento que defina acciones para mejorar el sistema del mantenimiento enfocado a las cero averías. Resultados: se estableció un programa de mantenimiento (preventivo, predictivo) para la empresa objeto de estudio bajo un modelo de gestión del mantenimiento integral, que permite identificar características para el análisis de falla y la estandarización de actividades rutinaria, en la búsqueda de las cero averías.
Diseño de un modelo de centro de servicios compartidos a través de la optimización de los procesos de apoyo del sector funerario de la ciudad de Manizales
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Urrego Silva, Daniela; Ocampo López, Olga Lucía; Berrio Ríos, Lina
El objetivo del presente proyecto de investigación se centró en la creación de un modelo de centro de servicios compartidos para el sector funerario de la ciudad de Manizales, para esto, se determinaron los procesos de apoyo organizacionales del estudio de caso, susceptibles a integrar en una nueva unidad de negocio; esto se hizo, mediante un modelo autodiagnóstico ISO 9001:2015,red de valor y modelo de madurez de procesos BPMM, Posteriormente, se propuso rediseñar y optimizar los procesos elegidos por medio de una reingeniería de procesos y analítica de datos; por último se establecieron las variables que se contemplaron en el diseño para una futura implementación. Finalmente, se obtuvo un modelo integral como una unidad de negocio independiente, lo cual permitirá en un futuro proyecto, la implementación de una nueva empresa, que brinde procesos de apoyos estandarizados y eficientes para el sector funerario.
Dispensador electrónico de bolsas para la recolección de heces caninas en espacios públicos
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Rivera Arbeláez, David Ricardo; Arias Galvis, Iván Alberto; Ospina López, Diana Yomali
El presente proyecto de investigación tiene como objeto el diseño de un dispensador electrónico, que ayuda en los procesos de control y suministro de bolsas utilizadas en la recolección de heces de mascotas. El sistema se podría emplear en parques y otros lugares públicos de las ciudades. El dispensador está constituido por subsistemas: electrónicos, mecánicos y computacionales; los cuales permiten el proceso de suministro de bolsas. Para su funcionamiento, el dispositivo utiliza como actuadores, motores que proveerán bolsas, también, abren y cierran el depósito de las heces, así mismo, tiene un sistema de autenticación de usuarios compuesto por un módulo de identificación por radiofrecuencia (RFID), se conecta a una base de datos en la nube a través de una red LoRaWAN haciendo uso del protocolo MQTT verificando la existencia del usuario en la plataforma y la disponibilidad de bolsas. La energía necesaria para la operación del módulo se abastecerá mediante un panel solar, una batería y un sistema de conversión de potencia. Dentro de esta propuesta se plantea un diseño partiendo de un análisis de requisitos, seguido de un estudio metodológico que permitió desarrollar los diferentes componentes, se investigó en áreas de IoT, protocolos y seguridad en el IoT y sistemas de recolección de heces caninas.
Efecto de la adición de sílice obtenida a partir de la cascarilla de arroz sobre propiedades físico-químicas y mecánicas del fibrocemento
(Universidad Autónoma de Manizales, 2022) Gómez Mejía, Diana Marcela; Jiménez García, Francy Nelly; Hincapié Rojas, Daniel Fernando
Tras la sustitución del asbesto por otros materiales, se ha encontrado que, a partir de la cascarilla de arroz, residuo agroindustrial con alto contenido de sílice, es posible mejorar las propiedades del fibrocemento. En este trabajo de investigación se planteó determinar el efecto de la adición de diferentes formas de sílice, cascarilla de arroz, ceniza y microsílice sobre el fibrocemento, para evaluar el efecto de su inclusión en las propiedades físicas y mecánicas. En este trabajo se extrajo ceniza y micropartículas de sílice a partir de incineración y un proceso de lixiviación ácida de la cascarilla de arroz con ácido clorhídrico en concentraciones 1M, 2M y 3M. Este proceso se realizó con el fin de eliminar impurezas como óxidos metálicos presentes en la ceniza obtenida y de esta forma obtener un material con alto grado de pureza representado principalmente en sílice. Por medio de Fluorescencia de Rayos-X se determinó la composición química de la ceniza luego del tratamiento químico. Se utilizó análisis termogravimétrico para monitorear la eliminación de componentes orgánicos durante el proceso de incineración y determinar el contenido de residuo obtenido. Con Difracción de Rayos X se realizó el análisis estructural del fibrocemento. También se utilizó Microscopía Electrónica de Barrido para observar la morfología de la cascarilla de arroz, sílice y fibrocemento
Efecto del termoformado sobre la deformación en posiciones dentales de alineadores plásticos usados en ortodoncia
(Universidad Autónoma de Manizales, 2022) Álvarez Castro, Juan David; Álvarez Vargas, César Augusto; Orozco Ocampo, Yenny Marcela
Determinar la influencia del termoformado sobre las deformaciones de un alineador dental. El presente proyecto de investigación plantea un tipo de estudio descriptivo – correlacional con un diseño metodológico experimental, en el análisis de las variables geométricas que influyen en el desempeño clínico de alineadores dentales de PET – G. Para lo cual se termoformaron 20 alineadores PET-G a presión positiva con un espesor inicial de 0,76 mm y 1,02mm, los cuales mediante un calibrador digital modificado, microscopio digital PCE WSM 10 y software ProScope permitieron determinar las medidas de las deformaciones sobre el alineador según del método propuesto. Los resultados obtenidos, fueron validados bajo una análisis estadístico en el software SPSS v. 26 como la formulación de ecuaciones para la correlación de las deformaciones sobre las posiciones dentadas. modelación de ecuaciones para las dos variables dependientes espesor y deformación, con valores de aceptación del 57,1% y 42,7% respectivamente. Los valores mínimos de espesor final y máximos de deformación se obtuvieron con muestras de espesor inicial de 1,02mm. La mayor de deformación se obtuvo con una muestra del canino con valor de 7,786mm para un espesor de 1,02mm. En contraste, la medida con menor espesor final para los 4 tipos de dientes descritos se obtuvo con una muestra del primer incisivo 0,45mm para un espesor inicial de 1,02mm, representando una reducción del 44% de su espesor.
Energía solar fotovoltaica: diagnóstico, perspectivas y desempeño en el departamento del Valle del Cauca
(Universidad Autónoma de Manizales, 2021) Restrepo Franco, Alejandra María; Jiménez García, Francy Nelly; López Castrillón, Yuri Ulianov
En este proyecto de investigación se presenta una caracterización de sistemas solares fotovoltaicos instalados a red en el Departamento del Valle del Cauca. Para el primer objetivo de la investigación se realizó la estimación del potencial de radiación solar en 5 subregiones del departamento a partir de información climática registrada en las bases de datos del IDEAM y bases de datos remotas de NASA y NREL. Con esta información se obtuvieron los promedios históricos diarios de radiación solar anual para las 5 subregiones a partir de análisis estadísticos descriptivos e inferenciales. En el segundo objetivo se realizó un diagnóstico de algunos sistemas solares fotovoltaicos conectados a red instalados en el departamento, a partir de información encontrada en Celsia y UPME, que permitió determinar los proyectos registrados, su ubicación, capacidades instaladas y sector de la economía; además se desarrolló un análisis general, ambiental, técnico y financiero de diferentes proyectos. Finalmente, se realizó un estudio de caso en el desempeño energético de 4 sistemas instalados en viviendas que se encuentran en el departamento objeto de estudio y se pudieron determinar características de rendimientos y performance ratio característicos de la región. El conocimiento de los sistemas solares existentes en la región, de la radiación solar en diferentes sitios del departamento y del desempeño energético bajo las condiciones ambientales propias permitió establecer perspectivas para la implementación de esta forma de energía en el Valle del Cauca.
Estrategias de intervención para el cierre de brechas en gestión de la innovación en empresas del sector metalmecánico en Caldas, en el marco de pactos por la innovación
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) Gaviria Ocampo, Leidy Natalia; Ocampo López, Olga Lucía; Ovalle Castiblanco, Alex Mauricio
La innovación es el camino para avanzar en el medio económico e industrial, mediante la sofisticación de los procesos, la gestión del conocimiento y una cultura de innovación en la organización. Aumentar las capacidades de innovación ha sido un pilar que desde el gobierno nacional y las instituciones de fortalecimiento empresarial se ha trabajado en los últimos años; de allí surge la estrategia Pactos por la Innovación, una iniciativa que busca promover el desarrollo de la competitividad del tejido empresarial a partir de programas de formación en temas de innovación. En el marco de Pactos por la Innovación se desarrolló este trabajo de investigación aplicada, con enfoque cuantitativo, con el fin de determinar estrategias de intervención para el cierre de brechas en gestión de la innovación en empresas del sector metalmecánico en Caldas; las empresas seleccionadas participaron en los Programas de Alianzas para la Innovación y/o Sofisticación. Los instrumentos para recolección de información fueron desarrollados por investigadores de la Universidad Autónoma de Manizales y la Cámara de Comercio de Manizales por Caldas. La información primaria fue recopilada mediante entrevistas a los responsables del proceso de innovación en las empresas seleccionadas. El método de correspondencias múltiples y técnicas no paramétricas fueron aplicadas para identificar variables relevantes en la capacidad de innovación. El trabajo articulado entre las entidades del ecosistema de innovación es necesario para brindar acompañamiento desde el diagnóstico hasta la implementación de los procesos de innovación y así reducir la brecha en las capacidades de innovación de las empresas del sector metalmecánico en Caldas.
Estrategias de intervención para mejorar la gestión integral de residuos sólidos urbanos en los departamentos de Caldas, Quindío y Risaralda, en el contexto de salud ambiental
(Universidad Autónoma de Manizales, 2020) Giraldo Ramírez, Paola Cecilia; Ocampo López, Olga Lucía
Este trabajo estableció estrategias de intervención para mejorar la gestión integral de residuos sólidos urbanos en los departamentos de Caldas, Quindío y Risaralda. Esta intervención es necesaria no sólo para promover la Gestión Ambiental sino también para la Salud Ambiental. Para su realización se plantearon objetivos que incluyeron la caracterización de la gestión de residuos sólidos urbanos en los departamentos objeto de análisis; la identificación de tecnologías para el aprovechamiento de residuos sólidos urbanos por vigilancia tecnológica; la estimación y análisis de la generación de residuos sólidos urbanos en un caso de estudio y la determinación de las oportunidades de mejora para la gestión integral de los residuos sólidos. La caracterización fue desarrollada mediante el análisis de información secundaria con diversas fuentes del nivel municipal, regional, y nacional. Los estudios de vigilancia tecnológica incluyeron la revisión de artículos científicos y literatura especializada internacional y el análisis de las mejores tecnologías disponibles de la Unión Europea (BAT). Para el análisis de caso se realizó la caracterización física de los residuos con una muestra de 398 suscriptores en el municipio de Manizales, de acuerdo con la información recolectada por la Universidad Católica de Manizales para el Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos de la Ciudad de Manizales. Las estrategias se enfocan en productores, proveedores, consumidores, actores de los sistemas productivos, institucionales y gubernamentales e incentivan al desarrollo de nuevos modelos de negocio donde se incorpore la gestión de los residuos y la Economía Circular.
Gestión integral del recurso hídrico en el contexto salud ambiental caso río Mulato
(Universidad Autónoma de Manizales, 2020) Betancourt Benavides, Lizeth Paola; Ocampo López, Olga Lucía
Objetivo: Con esta investigación, se lograron identificar las características que definen la gestión integral del recurso hídrico, en el contexto de la salud ambiental, tomando como caso de estudio la cuenca del río Mulato (Putumayo - Colombia). Metodología: En esta investigación fue de tipo mixta con enfoque de estudio ecológico. El área de estudio fue la Cuenca del río Mulato (extensión de 1761,1 ha), ubicada en la parte noroccidental del municipio de Mocoa, Putumayo – Colombia, donde se determinaron mediante estadística descriptiva las características ambientales y de salud relacionadas con el componente de calidad de agua. Estas características, crearon una línea base, la cual se correlacionó empleando el coeficiente de Spearman en SPSS. Luego, se aplicó una encuesta a los actores clave que trabajan el tema en la región, con el fin de completar los resultados de este estudio. Finalmente, con los insumos anteriores se procedió a construir una matriz DOFA, que resumió todos los datos encontrados en forma de: debilidades, oportunidades, fortalezas y amenazas, permitiendo así la construcción de acciones programáticas para mejorar la gestión en la cuenca del río Mulato. Resultados: Se logró establecer relación entre los índice de calidad de agua IRCA con las enfermedades vehiculizadas por el agua - EVA. Como segundo resultado, se obtuvieron acciones programáticas ofensivas, reactivas, defensivas y adaptivas que permitirán mejorar la gestión del recurso hídrico con el contexto de salud ambiental para la cuenca del río Mulato. Finalmente, se entregó a la comunidad un documento de consulta, que se espera ayude en el proceso de construcción de conocimiento frente al estado de la cuenca y el proceso de toma de decisión de la misma.
Industrial heat exchangers evaluation using thermal design and optimization
(Universidad Autónoma de Manizales, 2018) Rincón Tabares, Juan Sebastián; Perdomo Hurtado, Luis; Peña Bustos, Fabio Marcelo
Esta tesis de Maestría en Ingeniería contribuye al área de eficiencia energética mediante la aplicación de metodologías de “Diseño y optimización térmica” para evaluar intercambiadores de calor industriales viables a través de dos estudios de caso. En un primer enfoque, se propuso una mejora del proceso de producción de biodiésel de aceite de ricino estándar mediante la adición de un precalentador de aceite en un lugar justo antes de bombear la materia prima al proceso de transesterificación. Se desarrolló una metodología para seleccionar este precalentador comparando la efectividad de la transferencia de exergía y la generación de entropía en los arreglos de fluidos habituales para los intercambiadores de calor. Debido al mejor rendimiento de la Segunda Ley, se seleccionó la disposición de carcasa y tubo y se analizaron algunas configuraciones mediante el método de Bell-Delaware para elegir los parámetros geométricos que funcionan mejor. Es de destacar que la configuración que tiene las relaciones geométricas recomendadas de fabricación estándar está muy de acuerdo con la exergía y el análisis de la segunda ley. Por otro lado, los intercambiadores de calor de placa y marco tienen su principal aplicación en la industria de procesamiento de alimentos cuando se requiere una situación líquido - líquido. Debido a esto, se simularon 40 intercambiadores de calor agua-agua de placas empaquetadas factibles para mostrar su comportamiento, mediante un análisis de desempeño, utilizando índices de Primera y Segunda Leyes Termodinámicas en algunas configuraciones operativas de los mismos. Los parámetros de las variables operativas fueron el área del intercambiador de calor, la asignación de la conexión del puerto de fluido frío y la temperatura ambiente. La conclusión principal es que las configuraciones a contracorriente tienen un mejor rendimiento que las configuraciones de flujo paralelo debido a la influencia de la diferencia de temperatura finita. Además, la diferencia de temperatura ambiente es un parámetro que se debe tener en cuenta para seleccionar este tipo de intercambiador de calor.
Influencia del espesor en el comportamiento a flexión de vigas simétricas elásticas sujetas a grandes deflexiones
(Universidad Autónoma de Manizales, 2018) Ramírez Antolínez, Lisseth Katherine; Álvarez Vargas, César Augusto; Durango Idárraga, Sebastián
El comportamiento mecánico que presentan las vigas elásticas simétricas y delgadas durante un ensayo de flexión a tres puntos ha sido ampliamente estudiado, no obstante, la mayoría de los autores no plantea el dominio de la solución y presenta resultados mediante modelos analíticos sin considerar la verificación a través de un diseño experimental además de asumir despreciable el espesor de la viga para la simplificación del problema. El planteamiento anterior conllevó a analizar la siguiente pregunta de investigación: ¿Cómo influye el espesor en el comportamiento a flexión a tres puntos de una viga simétrica elástica sujeta a grandes deflexiones? A través del presente trabajo de investigación se estudió el fenómeno de flexión a tres puntos para el caso de grandes deflexiones en un material fotopolímero teniendo en cuenta la variación de espesor de acuerdo a la siguiente descripción: i. descripción de un modelo analítico adaptado de Batista para el comportamiento a flexión, ii. Desarrollo de un modelo experimental para verificar o refutar la validez del modelo. iv Los resultados del análisis estadístico de los datos muestran que el espesor (en el dominio dispuesto por las normas ASTM, para materiales con forma de lámina como es el caso expuesto existen dos condiciones: especímenes de espesor ≥1,6 𝑚𝑚 y especímenes con espesor <1,6 𝑚𝑚) es determinante en la conceptualización del modelo de flexión a tres puntos, sin embargo, la comprobación gráfica de los datos experimentales comparado con el modelo analítico arrojó que dicho modelo necesita ajustes y su solución es compleja pues se deben resolver simultáneamente dos casos no lineales de la ecuación diferencial: fuerza y momento dominantes, solo el 22% de las probetas sometidas al ensayo de flexión a tres puntos se ajustaron de manera aceptable al modelo matemático expuesto en este trabajo, el cual incluyó el espesor de la viga y se derivó con base a Batista.

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