Libro Proyectos finales de Ingeniería 2018-I

Vigilada Mineducación

2018-1

Proyectos

FINALES

capstone design projects Primer First semestre académico academic semester División de Ingenierías College of Engineering

División de Ingenierías

CUERPO DIRECTIVO | BOARD OF DIRECTORS

Javier Páez Saavedra Decano / Dean Amparo Camacho Díaz Directora Académica / Academic Director Julian Arellana Ochoa Director de Postgrados e Investigaciones / Research and Graduate Programs Director Directores de Departamento / Chairs Luis Fuentes Pumarejo: Ingeniería Civil y Ambiental / Civil and Environmental Engineering Elías Niño Ruiz: Ingeniería de Sistemas / Computer Science Mauricio Pardo González: Ingeniería Eléctrica y Electrónica / Electrical and Electronics Engineering Lina Prada Angarita: Ingeniería Industrial / Industrial Engineering Habib Zambrano: Ingeniería Mecánica / Mechanical Engineering María Paola Acosta Mejia Asistente Decanatura Ingenierías / Assistant to the Dean

Reservados todos los derechos © Universidad del Norte Apartado Aéreo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia) Copyright © Universidad del Norte Apartado Aereo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia)

ÍNDICE INDEX

Presentación

04

Preface

05

Ingeniería Civil

06

Civil Engineering

06

Ingeniería de Sistemas y Computación

26

Computer Science

26

Ingeniería Eléctrica

40

Electrical Engineering

40

Ingeniería Electrónica

77

Electronics Engineering

77

Ingeniería Industrial

104

Industrial Engineering

104

Ingeniería Mecánica

175

Mechanical Engineering

175

PRESENTACIÓN

Tengo el placer de presentar los proyectos finales de la División de Ingenierías que fueron desarrollados por los estudiantes en el Primer semestre académico de 2018.

La División de Ingenierías es una de las más robustas de la Universidad del Norte: cuenta con 6 programas de pregrados, 9 maestrías, y 5 doctorados. Además, un amplio portafolio de especializaciones que son ofrecidas desde la Dirección de Especializaciones de la Universidad.

Desde 2010 los seis programas de Ingenierías: Civil, de Sistemas, Eléctrica, Electrónica, Industrial y Mecánica fueron acreditados por EAC (Engineering Accreditation Commission) de la agencia ABET Inc. (Accreditation Board for Engineering and Technology), de Estados Unidos. De esta forma, Uninorte se convirtió en la primera universidad en Colombia en obtener esta certificación y una de las cuatro en Latinoamérica. Adicionalmente en el año 2016 se recibió la reacreditación por la institución estadounidense.

Los departamentos de la División de Ingeniería agrupan a 69 doctores y 32 magísteres los cuales han guiado, apoyado y estimulado el trabajo de los estudiantes. A su vez, los 42 laboratorios que dispone la División, en conjunto con los múltiples y variados recursos institucionales, han facilitado el desarrollo de muchos de los proyectos que aquí presentamos.

Cordialmente

Javier A. Páez Saavedra Decano División de Ingenierías Universidad del Norte

4

Civil Engineering

PREFACE

I am pleased to present the College of Engineering Capstone Design Projects completed during 2018 first academic semester.

The College of Engineering is one of the most robust colleges at the university.

It offers 6 bachelor's, 9 master's and 5 doctoral Programs. Additionally, it comprises a wide portfolio of specializations, which are offered by the Graduate Specialization Office.

Since 2010, our six Engineering Programs: Civil, Electrical, Electronics, Industrial, Mechanical and Systems Engineering have been accredited by the Engineering Accreditation Commission of ABET, Inc, United States of America. In this regard, Universidad del Norte became the first University in Colombia and the fourth in Latin America to be awarded with this certificate. Furthermore on 2016 the university received the reacreditation from the american institute.

Departments of the Engineering College group 69 professors with Doctoral Degrees and 32 with Master Degrees, who have guided, supported and encouraged the work of students. Furthermore, there are 42 laboratories, which are available to the College of Engineering, together with the many and varied institutional resources that have facilitated the development of many projects that we are presenting

Cordially

Javier A. Pรกez Saavedra Dean College of Engineering Universidad del Norte

INGENIERÍA CIVIL Civil Engineering

ÍNDICE INDEX

8 | Construcción de un Hotel y muelle en el corregimiento de Taganga-Magdalena 9 | Construction of a Hotel and a wharf in Taganga-Magdalena 10 | Fundación para la prevención de embarazos adolescentes “Futuro Joven en Galapa, Atlántico 11 | Foundation for prevention of adolescent pregnancies "Futuro Joven" in Galapa, Atlántic 12 | Centro Logístico en Fundación

INGENIERÍA CIVIL Civil Engineering

ÍNDICE INDEX

13 | Transport Hub in Fundación 14 | Urbanización Isaías 15 | Isaias Urbanization 16 | Complejo Cultural “Olas de Tradición” 17 | “Olas de Tradición” Cultural Complex 18 | Hospital Nuestra Señora de La Candelaria en la ciudad de Magangué, Bolívar 19 | Nuestra Señora de la Candelaria Hospital in Magangué city, Bolivar 20 | Centro de Desarrollo Inclusivo Villa de la Plata 21 | Inclusive Development Center of Plato 22 | Museo Interactivo de Ciencia y Tecnología Adriana Ocampo 23 | Interactive Museum of Science and Technology Adriana Ocampo 24 | Centro penitenciario Juan Mina 25 | Juan Mina Penitentiary

Construcción de un hotel y muelle

en el corregimiento de Taganga - Magdalena cia en la zona (Tipo Mochilero) y también, con habitaciones de 4 camas dobles de 56m2, habitaciones de 2 camas dobles de 28 m2 y otras de una cama doble de 14 m2. Por otra parte, el muelle es una estructura tipo pantalán en doble H, con capacidad para embarcaciones medianas. Con el muelle, se pretende atacar el problema de informalidad de trabajo y de contaminación de playas en la zona. Se atacará la informalidad de trabajo, dando un punto de partida para las lanchas turísticas de la zona. La contaminación de playas, se atacará mediante la disminución de la contaminación visual presentada por la mala organización de las lanchas, mediante la reubicación de las mismas. Además, se busca presentar la posibilidad de que embarcaciones con una eslora inferior a 18 metros, puedan acceder sin problemas a el muelle, por lo que esto contribuiría a la incentivación del transporte marítimo en esta zona.

8

Urrea Mercado, Adrián Jesús Roca Castillo, Carlos Daniel Frías Gutiérrez, Steven Duarte Vendries, Alejandro Donado Monsalvo, Enrique

Guardo Polo, José Coronell Molina, Garis Isabel Rivillas Ospina, Germán Cantillo Maza, Victor Manuel Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Ricardo

tutor

Autores

Se realizó el diseño de un muelle y hotel en la playa Genemaca del municipio de Taganga en el departamento del Magdalena. El hotel se planteó como una alternativa a la baja capacidad hotelera en la zona y además como una manera de solucionar los problemas de falta de trabajo e informalidad en el mismo. El hotel es una estructura de 3 pisos, de los cuales dos plantas, son semisótanos. Lo anterior debido a la topografía quebrada, presentada en la zona. Adicionalmente, el hotel cuenta con zonas de hamacas, lo cual favorece el tipo de turismo que se eviden-

Construction of a hotel and a wharf Urrea Mercado, Adrián Jesús Roca Castillo, Carlos Daniel Frías Gutiérrez, Steven Duarte Vendries, Alejandro Donado Monsalvo, Enrique

Guardo Polo, José Coronell Molina, Garis Isabel Rivillas Ospina, Germán Cantillo Maza, Victor Manuel Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Ricardo

aDVISOR

PROJECT TEAM

in Taganga - Magdalena

It was done a design of a dock and a hotel in the Genemaca beach at the town of Taganga in the Magdalena department. The hotel was proposed as an alternative due the low hotel accommodation capacity in the zone, and it was also proposed in order to solve problems like informality and unemployment in Taganga. The hotel is a 3-floor structure, two of the floors are semi-basements due to the mountainous topography of the zone. Additionally, the hotel has a hammocks zone, this can favor the tourism noticed in the zone (Backpacking trips). The hotel also has 4 double-bed rooms of 56m2, 2-double-bed rooms of 28m2, and rooms with one-double bed of 14m2. On the other hand, the structure of the dock’s pier is a “double H structure”, with a capacity for medium size boats. The dock’s purpose is to solve the problem of the work’s informality

and the contamination on the beach.

The beach visual contamination (caused due to the bad organization of the boats) will be solved with the relocation of the boats. Also, it is wanted to allow the access to boats with 18 meters or less length to the dock. This will contribute the incentive of the coastal transport in the zone.

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Fundación para la prevención de embarazos

adolescentes "Futuro Joven" en Galapa, Atlántico.

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Autores

los componentes de una obra de ingeniería civil necesarios para solucionar esta problemática de carácter social y de salud pública. DISEÑO: Se propone la urbanización de 3.5 hectáreas con zonas verdes, recreativas y la construcción de tres (3) edificaciones en concreto reforzado. Además, incluye una bahía, senderos peatonales, vehiculares y parqueaderos. El acceso peatonal es por la cordialidad por dos senderos y los vehículos tendrán acceso a la fundación por el barrio Las Petronitas. Las edificaciones contarán con espacios como salas de usuarios, salones de clase, biblioteca, cubículos de estudio, oficinas, enfermería y cafetería. SINTESIS DE RESULTADOS: La finalidad del proyecto es el diseño de obras de ingeniería civil necesarias para la construcción de la Fundación “Futuro Joven” que permita reducir la tasa de embarazos en adolescentes en el municipio de Galapa a través de charlas, asesorías y capacitaciones, de carácter preventivo a toda la población. Lo anterior está fundamentado en el compromiso ético-social del profesional de la ingeniería civil y a la puesta en práctica de todos los conocimientos.

Arteta Diaz, Ratzel Dayre Cudriz Herrera, Andrés Genes Polanco, Ismael Martínez Amell, Mauren Romero Rodríguez, Augusto

Mercado Puche, Vicente Fuentes Pumarejo, Luis Cantillo Maza, Victor Guzmán Guerrero, Andrés Villadiego Cárcamo, Luis Maturana Córdoba, Aymer Badillo Jiménez, Walberto Pacheco Bustos, Carlos

tutor

PROBLEMA: El embarazo en adolescentes es un problema social y de salud pública que se evidencia en el departamento del Atlántico, el cual está por encima del índice promedio de embarazos adolescentes nacional que es del 17% y presenta un índice de 20% según la directora del ICBF, Karen Abudinen. Galapa presenta los más altos índices de embarazos en adolescentes con un porcentaje de 5% de la población adolescentes embarazadas respecto a la población de mujeres adolescentes según cifras del DANE. Por lo anterior se ha convertido en un problema que preocupa a las entidades públicas dado que afecta el normal desarrollo de la población adolescente. PROPUESTA: Construcción de la Fundación “Futuro Joven” para la prevención de embarazos en adolescentes ubicada en el municipio de Galapa, Atlántico. Los requerimientos y diseños del proyecto involucrarán todos

Foundation for prevention of adolescent

Arteta Diaz, Ratzel Dayre Cudriz Herrera, Andrés Genes Polanco, Ismael Martínez Amell, Mauren Romero Rodríguez, Augusto

Mercado Puche, Vicente Fuentes Pumarejo, Luis Cantillo Maza, Victor Guzmán Guerrero, Andrés Villadiego Cárcamo, Luis Maturana Córdoba, Aymer Badillo Jiménez, Walberto Pacheco Bustos, Carlos

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PROJECT TEAM

pregnancies "Futuro Joven" in Galapa, Atlántico.

PROBLEM: Adolescent pregnancy is a social and public health problem that is evident in the department Atlántico, which is above the average national adolescent pregnancy rate of 17% and has an index of 20% according to the director of the ICBF, Karen Abudinen. Galapa presents the highest rates of pregnancies in adolescents with a percentage of 5% of the pregnant adolescents population compared to the adolescent women population according to DANE figures. Due to the above, it has become a problem that worries public entities since it affects the normal development of the adolescent population. PROPOSAL: Construction of the "Futuro Joven" Foundation for the prevention of adolescents pregnancies located in the municipality of Galapa, Atlántico. The requirements and designs of the project will involve all the components of a civil engineering work necessary to solve this problem of a social and public health nature. DESIGN: The urbanization of 3.5 hectares is proposed with green areas, recreational areas

and the construction of three (3) buildings in reinforced concrete. It also includes a bay, pedestrian paths, vehicles and parking. The pedestrian access is for the cordiality by two paths and the vehicles will have access to the foundation by the Las Petronitas neighborhood. The buildings will have spaces such as user rooms, classrooms, library, study cubicles, offices, nursing and cafeteria. SYNTHESIS OF RESULTS: The purpose of the project is the design of civil engineering works necessary for the construction of the "Futuro Joven" Foundation to reduce the rate of teenage pregnancies in the municipality of Galapa through talks, advice and training, of a preventive nature to the entire population. The foregoing is based on the ethical-social commitment of the civil engineering professional and the implementation of all knowledge.

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Centro Logístico en Fundación

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Autores

un total de 18 habitaciones para las personas que se encuentren de paso por el municipio y para que los conductores tengan un lugar disponible donde hospedarse sin necesidad de salir del complejo. Finalmente, la tercera comprenderá de 16 bodegas, destinadas para el almacenamiento de productos agrícolas que se producen en la región. El proyecto hace necesario la ampliación de la vía existente, por lo cual se plantea aumentar a una vía doble calzada con dos carriles por sentido y dos glorietas.

Para cumplir con la visión sostenible del municipio, se complementará con un urbanismo destacado con vegetación propios de la zona. Durante el diseño, los estudios de suelos disponibles en la zona fueron limitados, además se deben tener en cuenta la intermitencia de fluido eléctrico e hidráulico, lo que hace que el proyecto deba tomar medidas para independizarse de la discontinuidad. Finalmente se logró obtener un proyecto cuya construcción tiene un valor de $14.492.006.062 y puede ser ejecutado en 18 meses.

López Nobmann, Andrés Marenco Barranco, Roy Orozco Arquez, Luz Ángela Pérez Osorio, Andrés Felipe Zuluaga Rivas, Sebastián

Cantillo Maza, Victor Manuel Fuentes Pumarejo, Luis Guardo Polo, José Manuel Guzmán Guerrero, Andrés Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Pacheco Bustos, Carlos Sisa Camargo, Augusto Villadiego Cárcamo, Luis

tutor

Actualmente en el municipio de Fundación se presenta una problemática con el transporte de pasajeros intermunicipales e interdepartamentales debido a que no cuenta con la infraestructura necesaria para movilizar los más de 150 viajes que se generan a diario. Esto se viene desarrollando informalmente en la entrada principal del municipio donde se encuentra ubicado el mercado, hecho que está generando un gran problema de congestión vial y sanitario. Considerando las altas tasas de viajes que se generan, se presenta como solución el diseño de un Centro Logístico a las afueras del casco urbano, buscando potenciar la economía. La propuesta se basa en el diseño de 3 estructuras. La primera será una edificación de un piso con 2643 m2 destinada para la Terminal de Pasajeros que contará con oficinas, locales y con 29 plazas de despacho y un sótano para el parqueo de los visitantes. La segunda será un hotel de 3 pisos de 661 m2 por nivel, albergando

López Nobmann, Andrés Marenco Barranco, Roy Orozco Arquez, Luz Ángela Pérez Osorio, Andrés Felipe Zuluaga Rivas, Sebastián

Cantillo Maza, Victor Manuel Fuentes Pumarejo, Luis Guardo Polo, José Manuel Guzmán Guerrero, Andrés Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Pacheco Bustos, Carlos Sisa Camargo, Augusto Villadiego Cárcamo, Luis

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PROJECT TEAM

Transport Hub in Fundación

Nowadays, the municipality of Fundación undergoes several problems related to the inter-department and inter-municipality transportation of people and cargo, since it does not have the required infrastructure facilities to bear the more than 150 trips that are generated daily. Consequently, there exists an informal transport facility at the main entrance of the town, where the local market place is also located; this situation generates road congestion and several sanitary problems.Taking into account the high rates of generated travels, the design of a Transport Hub just outside the urban area of Fundación is proposed as a solution, seeking to boost its economy. The proposal is based on the design of three structures. The first one is a one-floor building of 2643 m2, intended to be the Passengers’ Terminal that will have offices, premises, 29 bus stop places, and a basement for the parking lot for visitors. The second one is a 3-floor hotel, planned to have an area of 661 m2 per floor and 18 rooms; it is envisioned to house passengers and bus and truck drivers, who would

have an available place to stay without leaving the hub. Finally, the third one is constituted by 16 warehouses, intended for the storage of agricultural commodities that are produced in the region. This project makes necessary the enlargement of the existing road, for which it is proposed to increase to a dual-carriageway with two lanes in each direction and two roundabouts.

To comply with the sustainable vision of the municipality, it will be complemented by an outstanding urbanism with vegetation typical of the area.

During the design, the soil studies available in the area were limited. In addition, the intermittency of electric and hydraulic fluid must be taken into account, which means that the project must take measures to become independent of the discontinuity.

Finally, it was possible to obtain a project which construction has a value of $14,492,006,062 and can be executed in 18 months.

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Urbanización Isaías

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Autores

(4) pisos cada uno, donde se ubicarán las 512 familias que conforman la población. Para la zona en la que se encontrarán los edificios se planea un mejoramiento de suelo, así como obras de contención en la falda de la ladera para proteger el proyecto de posibles deslizamientos. Se planea también ofrecer formación integral para los infantes con edades entre los cero (0) y cinco (5) años a través de un centro de desarrollo infantil (CDI) que funcionará bajo el programa “De cero a siempre”. Del mismo modo, se espera contribuir a la recreación de los habitantes de la urbanización con una zona verde que comprenderá una cancha multipropósito y un parque bio-saludable. En todo esto, vale la pena mencionar que también desde el punto de vista social se contribuiría a la seguridad del sector, pues las autoridades contarán con vías de acceso adecuadas para desempeñar su labor efectivamente, y se reducirán los accidentes como el del niño Isaías, en honor a quien se nombró el proyecto, que falleció arroyado por un vehículo debido al inadecuado diseño geométrico de la vía que atraviesa actualmente Loma Roja.

Acosta Gutiérrez, Katherin Álvarez García, Andrés Bravo Amador, Viandy Canchila Martínez, Carlos Herazo Ramírez, Melissa

Cantillo, Victor Sisa, Augusto Villadiego, Luis Ortiz, Albert Mercado, Vicente Fuentes, Luis Pacheco, Carlos Badillo, Walberto

tutor

En Barranquilla, es común encontrarse con localidades que inician como invasiones y se desarrollan hasta convertirse en asentamientos reconocidos; tal es el caso de la invasión Loma Roja, en el barrio Me Quejo. Sin embargo, esta localidad tiene la particularidad de encontrarse ubicada en un terreno inestable que además está dentro de la zona de riesgo de deslizamiento de la ladera occidental. Las unidades habitacionales existentes están construidas con materiales que no cumplen con los requisitos técnicos (como aluminio, o "tablitas"), y no cuenta con vías de acceso adecuadas, lo que hace que pese al alto índice de delincuencia, las autoridades no puedan intervenir oportunamente debido a la infraestructura vial de la zona. Así, con la Urbanización Isaías, se busca resolver las necesidades de vivienda a partir de la construcción de un conjunto de ocho (8) edificios de cuatro

Acosta Gutiérrez, Katherin Álvarez García, Andrés Bravo Amador, Viandy Canchila Martínez, Carlos Herazo Ramírez, Melissa

Cantillo, Victor Sisa, Augusto Villadiego, Luis Ortiz, Albert Mercado, Vicente Fuentes, Luis Pacheco, Carlos Badillo, Walberto

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PROJECT TEAM

Isaías Urbanization

In Barranquilla, it is common find villages that begin being invasions and are developed till become recognized settlements as Loma Roja invasion, in the neighborhood Me Quejo. This location has the particularity of be ubicated in an unstable ground which also is in an area with risk of slipping of the western slope. Today, houses are constructed with unfit materials (as aluminium or wooden planks) and there aren’t adequate access roads, so despite the high criminal index, authorities cannot operate promptly in the area due to the road network. So, with the Urbanization Isaías, it is sought resolve the needs of housing from the construction of a set of eight (8) buildings of four (4) floors each one, where will be ubicated the 512 families which conform the population. It is planned a soil improvement for building’s area and structures for containment in the moun-

tainside to protect the project of possible landslides. It is planned also offer integral formation to children between zero (0) and five (5) years old through an infant development center (CDI) which will work by the program “From zero to always”. In addition, it is expected contribute to urbanization inhabitant’s recreation with a green area which will have a multipurpose court and a bio- healthful park. In all that, it is worth mentioning that the project will contribute also from the social point view to the safety of the place, because the authorities will have adequate access roads to perform their role effectively. As result, it will decrease events as Isaías accident, the child in whose honor was called the project, who died run over by a truck due to the inadequate geometric design of the main Loma Roja’s road.

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Complejo Cultural Olas de Tradición alcance afecta tanto al municipio de Puerto Colombia como a la ciudad de Barranquilla, incluyendo los corregimientos de Salgar y Sabanilla.

Como fue mencionado anteriormente, el complejo cuenta con diversos espacios con el fin de abordar a una gran mayoría de habitantes. En general, se implementa la utilización de un sistema estructural mixto para las edificaciones (estructura metálica y en concreto), adicional a 800 metros de vía necesarios para la movilidad vehicular interna. Existen limitantes que deben ser tenidos en cuenta para su realización. Una de las más importantes corresponde al de tipo medio ambiental, debido a las alteraciones que se realizan en un ecosistema existente. De igual manera, el ámbito económico afecta en sentido que se espera contar con los recursos del Estado para la puesta en obra. El Complejo Cultural Olas de Tradición es una alternativa viable para solucionar la problemática presente.

De esta manera, es importante presentar una propuesta segura y de gran calidad, y esto se logra siguiendo los estándares de las normativas vigentes nacionales, sirviendo como excelente punto crítico para la implementación del presente proyecto.

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Fonseca Cabrera, Alejandra Pinilla Silva, Keven Eduardo Sarmiento Perea, Miguel Mendoza Herrera, Juan Cabrera Jiménez, Juan

Guardo Polo, Jose Manuel Fuentes Lacouture, William Coronell Molina, Garis Isabel Fuentes Pumarejo, Luis Guzmán Guerrero, Andres Maturana Córdoba, Aymer Cantillo Maza, Victor Manuel Pacheco Bustos, Carlos Villadiego Cárcamo, Luis

tutor

Autores

Como parte de una problemática social, se debe reconocer que es importante preservar la cultura de la región del caribe colombiano. Lo anterior, debido a que esta permite el fortalecimiento del conocimiento y el desarrollo artístico de la sociedad en general. En la actualidad ha existido el cierre, abandono y descuido de establecimientos que promueven la cultura. Por esta razón, se hace indispensable la construcción de espacios que impulsen este tipo de iniciativas. El Complejo Cultural Olas de Tradición, como propuesta principal, pretende afrontar el problema en una de las zonas más representativas de la costa caribe. Cuenta con tres edificaciones principales, un Museo, un Teatro y una Escuela de Artes, además de una gran plazoleta, amplias zonas verdes y de descanso. Debido a su localización, su

Fonseca Cabrera, Alejandra Pinilla Silva, Keven Eduardo Sarmiento Perea, Miguel Mendoza Herrera, Juan Cabrera Jiménez, Juan

Guardo Polo, Jose Manuel Fuentes Lacouture, William Coronell Molina, Garis Isabel Fuentes Pumarejo, Luis Guzmán Guerrero, Andres Maturana Córdoba, Aymer Cantillo Maza, Victor Manuel Pacheco Bustos, Carlos Villadiego Cárcamo, Luis

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PROJECT TEAM

"Olas de Tradición" Cultural Complex

As a part of a social problematic, the fact that preserving the culture of Colombia's Caribbean is important should be recognized. The above, because it allows the strengthening of knowledge and artistic development of the society in general. Nowadays, it has existed the closure, abandonment and neglect of establishments that promote culture. For this reason, the construction of places that impulse these kinds of initiatives is indispensable.

The “Olas de Tradición” Cultural Complex, as the main proposal, pretends to face the problem in one of the most representative zones in the Caribbean Coast. It counts with three main buildings; a museum, a theater and an art school, in addition to great open spaces, green zones and resting zones. Due to its location, it affects both the municipality of Puerto Colombia and the city of Barranquilla, including the townships of Salgar and Sabanilla.

As mentioned previously, the complex counts with several spaces to call

the attention from as many people as possible. Generally, it is implemented a mixed structural system for all buildings (metal structure and concrete), in addition to 800 meters of road needed for the internal mobility. There are boundaries that have to be taken into account for its realization. One of the most important correspond to the environment, due to the alterations that are made to the existing ecosystem. Likewise, the economic area affects in the sense that it is expected to count with the resources of the State.

The “Olas de Tradición” Cultural Complex is a viable alternative to solve the presented problematic. In this way, it is important to offer a safe and high-quality solution, this can be accomplished following the standards from the national regulations, working as an excellent critical point for the implementation of this project.

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Hospital Nuestra Señora de La Candelaria en la ciudad de Magangué, Bolívar

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Autores

niveles en los que se disponen áreas medicalizadas, adicionales a las áreas convencionales en un hospital de menor complejidad, tales como laboratorios, toma de muestra y banco de sangre, imagenología, sala de partos, quirófanos, urgencias, hospitalización, unidad de cuidados intensivos, fisioterapia, pediatría y obstetricia, y zona administrativa, adicionalmente se disponen espacios de parqueo para visitantes y funcionarios con espacios para motocicletas, automóviles y lugares para personas con movilidad reducida. La construcción del Hospital Nuestra Señora de La Candelaria se plantea como una obra de ingeniería civil diseñada atendiendo a todos los requerimientos dentro de la norma de infraestructura hospitalaria supliendo las necesidades médicas y permitiendo la atención de una cantidad importante de pacientes en la región caribe colombiana a través de una infraestructura con la capacidad de prestar un servicio de segundo nivel de complejidad.

Aguilera Romero, Manuel Caballero Russi, David Gómez Díaz, Francisco Javier Samper Ruiz, Juan Sebastián

Guardo Polo, Jose Manuel Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Sisa Camargo, Augusto Badillo Jiménez, Walberto Fuentes Pumarejo, Luis Pacheco Bustos, Carlos Albeiro Villadiego Cárcamo, Luis Alberto Coronell Molina, Garis Arellana Ochoa, Julián

tutor

En el área de influencia compuesta por Magangué y sus sectores aledaños se evidencia una deficiencia en la prestación del servicio de salud, principalmente en sus centros de atención y por las deficiencias en los servicios públicos. El sector cuenta con una población equivalente a 525.937 habitantes, donde el 26,8% pertenece a la población de la cabecera municipal de Magangué. La tasa de natalidad de Magangué es de 21 nacimientos por cada mil habitantes para el año 2014, superando la tasa respectiva nacional y departamental, por lo que, para atender el ritmo de crecimiento de la zona de influencia y contar con una oportuna atención médica se requiere de una infraestructura, dotación técnica y personal capacitado acorde a la importante dinámica de desarrollo que está adquiriendo la población. El hospital propuesto de segundo nivel de complejidad se encuentra en una zona central del municipio con una estructura principal, un área de estacionamiento público y una plaza peatonal. La estructura cuenta con dos alas de tres

Nuestra Señora de La Candelaria Hospital

Aguilera Romero, Manuel Caballero Russi, David Gómez Díaz, Francisco Javier Samper Ruiz, Juan Sebastián

Guardo Polo, Jose Manuel Mercado Puche, Vicente Ortiz Lasprilla, Albert Sisa Camargo, Augusto Badillo Jiménez, Walberto Fuentes Pumarejo, Luis Pacheco Bustos, Carlos Albeiro Villadiego Cárcamo, Luis Alberto Coronell Molina, Garis Arellana Ochoa, Julián

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PROJECT TEAM

in Magangué city, Bolívar

In the influenced area integrated by Magangué and surrounding areas is evident a deficiency in the health service supply, principally in their health centers and deficiencies in public services. The influence area population is about 525.937 citizens, 26,0% belongs to Magangué’s urban area.

Magangué has a natality rate close to 21 births per 1.000 citizens in 2014, overcoming the national and departmental natality rate. Therefore, to attend the rhythm of growth and have an appropriate medical attention is required a great infrastructure, medical dotation and prepared personal according to the dynamic of developing that this population is acquiring.

The health center proposed is a second level of complex hospital and is located at downtown, is compound by a principal structure, a public parking area and a pedestrian area. The structure has two sectors and

includes three levels which have medicalized areas, additionals to conventional areas of minor complexity hospitals, such as laboratories, laboratory samples and blood bank, radiography laboratory, maternity ward, surgery, urgency, hospitalization, intensive care unit, physiotherapy, pediatrics and obstetrics and administrative zone, additionally is provided a parking zone for visitors and employers with motorcycles, cars and places for people with reduced mobility. The construction of Nuestra Señora de La Candelaria Hospital is raised as a civil engineering issue designed using all standing requirements for supply the medical infrastructure needed allowing the attention of an important quantity of patient of the Colombian Caribbean region through a structure with the capacity to provide second level of complex attention.

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Centro de Desarrollo Inclusivo villa de la plata

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Autores

como misión educar integralmente a todos los jóvenes y niños sin importar su estrato social, limitación física y género mediante los principios constitucionales que velan por los derechos de los colombianos. El estudio de suelos basado en la NSR-10 se conoce las propiedades mecánicas del suelo y se define los criterios de cimentación. Con el diseño estructural define el plano estructural del proyecto que cumple con todos los criterios de seguridad durante el servicio de la estructura. El diseño de acueducto y alcantarillado se rigió por la NTC-1500 se diseñaron las redes hidráulicas necesarias para el buen funcionamiento. Con el diseño de vía mediante INVIAS y los datos topográficos se establece una vía terciaria y plana y se define un pavimento rígido. Finalmente, la gestión ambiental vela por el control y el buen uso de los recursos naturales y residuos sólidos durante el proyecto. Mediante el ejercicio de la Ingeniería Civil se ha logrado consolidar un proyecto que puede resolver una problemática social que es capaz de cambiar significativamente el progreso socioeconómico en el municipio de Plato Magdalena.

Peinado Méndez, Julián Peralta Sandoval, German Chams Bonelly, Andrea Maestre Vega, Alicia González Garcés, Daniel

Guardo Polo, Jose Manuel Arteta Torres, Carlos Alberto Cantillo Maza, Victor Manuel Maturana Córdoba, Aymer Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Dias Chevel, Luis Antonio Pacheco Bustos, Carlos Mercado Puche, Vicente

tutor

Hoy en día el municipio de Plato Magdalena según el DANE cuenta con alto porcentaje de analfabetismo. Cuenta con un 25,7% de personas mayores a 15 años.

Además, presenta una población de 150 menores de edad con limitación psicomotriz. Según el Ministerio de Educación el municipio cuenta con 6 instituciones oficiales las cuales solo abastecen 13,434 estudiantes y 8 no oficiales con cobertura de 1,099 estudiantes, dejando excluido aproximadamente a 6,606 niños. Por tanto, queremos mediante este proyecto mejorar la cobertura educativa. Nuestro proyecto quiere impulsar la educación integral en el municipio mediante la construcción de tres edificaciones, en las cuales se dispone de salones de clase, biblioteca, canchas, parques, zonas verdes, comedores, salones virtuales, salones de arte, salones de música, salones de ciencias y auditorios. Se tiene

Peinado Méndez, Julián Peralta Sandoval, German Chams Bonelly, Andrea Maestre Vega, Alicia González Garcés, Daniel

Guardo Polo, Jose Manuel Arteta Torres, Carlos Alberto Cantillo Maza, Victor Manuel Maturana Córdoba, Aymer Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Dias Chevel, Luis Antonio Pacheco Bustos, Carlos Mercado Puche, Vicente

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PROJECT TEAM

Inclusive Development Center of Plato

Nowadays the municipality of Plato Magdalena according to the DANE has a high percentage of illiteracy. It has 25.7% of people over 15 years. In addition, it presents a population of 150 minors with psychomotor limitations. According to the Ministry of Education, the municipality has 6 official institutions which only provide 13,434 students and 8 unofficial ones with coverage of 1,099 students, leaving out approximately 6,606 children. Therefore, we want through this project to improve educational coverage. Our project aims to promote comprehensive education in the municipality through the construction of three buildings, which have classrooms, library, courts, parks, green areas, dining rooms, virtual rooms, art rooms, music rooms, lounges of sciences and audiences. Its mission is to fully educate all young people and children regardless of their social status, physical limitation and gender through the constitutional principles that ensure the rights of Colombians. The study of soils based on the

NSR-10 is known the mechanical properties of the soil and the criteria of foundation is defined. With the structural design defines the structural plan of the project that meets all safety criteria during the service of the structure. The design of aqueduct and sewerage was governed by the NTC-1500, the hydraulic networks necessary for its proper functioning were designed.

With the design of the road through INVIAS and the topographic data, a tertiary and flat road is established and a rigid pavement is defined. Finally, environmental management ensures the control and proper use of natural resources and solid waste during the project. Through the exercise of Civil Engineering has been able to consolidate a project that can solve a social problem that is capable of significantly changing socioeconomic progress in the municipality of Plato Magdalena.

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Museo Interactivo de Ciencia y Tecnología Adriana Ocampo

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Autores

sistema de pórticos de concreto (DMI) y dividido en cinco estructuras por medio de juntas frías, debido a la diferencia de alturas que se presentan.

Cabe resaltar la presencia un arroyo que llega desde una zanja de oxidación causando malos olores, los cuales se pretenden evitar con una arborización lineal; y aunque es muy poco probable una gran tormenta, esta podría causar desbordamiento y afectar el proyecto. Incluye además el diseño geométrico y de pavimento de 425m de vía de acceso, las respectivas redes hidrosanitarias y el plan de manejo ambiental correspondiente a la etapa de construcción. Lo anterior siguiendo los lineamientos de las reglamentaciones nacionales e internacionales como la NSR-10, NTC-1500, AASHTO e INVIAS. Por último se realizan los cálculos de costos y cronograma de obra basado en el análisis de precio unitario y rendimientos. Las limitaciones encontradas son de tipo económico ya que debido a la gran magnitud del proyecto, su costo es elevado por lo que se debe recurrir a una APP para su ejecución.

Aparicio Alvis, María Carolina De Armas Calderón, Kelly Muñoz Monterrosa, Mateo Tapia Rizo, Sergio Andrés

Badillo Jiménez, Walberto Coronell Molina, Garis Isabel Guzmán Guerrero, Andrés Fuentes Lacouture, William Sisa Camargo, Augusto Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Pacheco Bustos, Carlos Albeiro

tutor

La educación juega un papel fundamental en el desarrollo y crecimiento de una comunidad, en los principales municipios del departamento del Atlántico se observa una alta cobertura en los niveles de Preescolar, Básica y Media pero en el resto del departamento existe todavía un 10,12% de la población que no se encuentra dentro del sistema educativo. Es por esto que AZURA S.A.S. propone el desarrollo de un Museo Interactivo de Ciencia y Tecnología en el municipio de Puerto Colombia, un centro de tres pisos con sótano dedicado a promover el aprendizaje científico en el Caribe, conformado por salas interactivas, expositivas, talleres y otros espacios. Al tener un sótano parcial, se encuentra plantado sobre dos tipos de suelos, uno arcilloso (que será retirado y rellenado con material seleccionado) y otro de arena arcillosa de consistencia compacta. Ante esto, es posible y se proponen las cimentaciones tipo zapata.

Estructuralmente se diseñó como un

Interactive Museum of Science and Technology

Aparicio Alvis, María Carolina De Armas Calderón, Kelly Muñoz Monterrosa, Mateo Tapia Rizo, Sergio Andrés

Badillo Jiménez, Walberto Coronell Molina, Garis Isabel Guzmán Guerrero, Andrés Fuentes Lacouture, William Sisa Camargo, Augusto Villadiego Cárcamo, Luis Fuentes Pumarejo, Luis Pacheco Bustos, Carlos Albeiro

aDVISOR

PROJECT TEAM

Adriana Ocampo

Education plays a fundamental role in the development and growth of a community. In the main municipalities of the Department of Atlántico, there is a high level of coverage in preschool, basic and secondary education, but in the rest of the department there is still 10.12% of the population that is not in the education system. That is why AZURA S.A.S. proposes the development of an Interactive Science and Technology Museum in the municipality of Puerto Colombia, a three-story center with a basement dedicated to promoting scientific learning in the Caribbean, consisting of interactive rooms, exhibitions, workshops and other spaces. As it has a partial basement, it is planted on two types of soils, one clayey (which will be removed and filled with selected material) and the other with clayey sand of compact consistency. In this order, it is possible and we propose a Sloped Footing. Structurally it was designed as a Reinforced Concrete Skeleton Structures (DMI) and divided into five units through joints, due to the difference of height. It is worth mentioning the presence of a stream

that comes from an oxidation ditch causing bad smells, which are to avoid with a linear tree planting, and although a large storm is very unlikely, it could cause overflowing and affect the project. It also includes the geometric and pavement design of 425m of access road, the respective hydro-sanitary networks and the environmental management plan for the construction stage. This following the guidelines of national and international regulations such as NSR-10, NTC-1500, AASHTO and INVIAS. Finally, cost and construction schedule calculations are made based on the analysis of unit price and performance. The limitations encountered are of an economic nature, since due to the large size of the project, its cost is high and therefore a PPP (public private partnership) must be used for its execution.

23

Centro penitenciario Juan Mina cuadrados. Este contará con una biblioteca, 2 salas de computo y 13 aulas donde se dictaran cursos en convenio con el SENA y Bellas Artes para mejorar el nivel de educación los reclusos, dándoles así herramientas para reintegrarse mejor a la sociedad. Con el fin de mejorar la condición de los reclusos al interior del centro penitenciario se tendrá un bloque especial donde se alojaran a las personas con problemas mentales, con una capacidad de 120 internos. La institución contara también con habitaciones para los guardias, centro médico, comedores, 2 canchas múltiples, zona para visitas y el área administrativa. Para el proyecto se realizaron los estudios de suelos, hidrológicos y de transporte de la zona, a partir de estos se realizaron los diseños arquitectónicos, estructurales, hidrosanitarios, vial y de pavimentos, y en base a estos se realizó el plan de manejo ambiental del proyecto y se determinó el presupuesto y cronograma del mismo. En conclusión este proyecto busca acabar con el hacinamiento y mejorar las condiciones de la actual población carcelaria del Atlántico, así como disminuir la reincidencia de los expresidiarios mejorando su educación y reintegración a la sociedad.

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Conrado Solano, Jorge Fonseca López, Alexandra Hernández Schmucker, Andrés Jiménez Ochoa, Andrés Triana Olmos, Cesar Andrés

Mercado Puche, Vicente Cantillo Maza, Victor Fuentes Pumarejo, Luis Ortíz Lasprilla, Albert Villadiego Cárcamo, Luis Ávila Rangel, Humberto Pacheco Bustos, Carlos Albeiro

tutor

Autores

Según las estadísticas del INPEC, actualmente el departamento del Atlántico presenta una sobrepoblación carcelaria de 1706 reclusos, un 149,1% por encima de su capacidad. Un factor importante que contribuye al hacinamiento y crecimiento de la población carcelaria es la reincidencia de los reclusos la cual es de un 22% para el Atlántico, siendo una de sus principales causas la falta de educación en los expresidiarios, ya que se les dificulta conseguir empleos y reintegrarse de manera correcta a la sociedad. Para solucionar esta problemática del hacinamiento, se propone la construcción de un nuevo centro penitenciario en el departamento del Atlántico , ubicado en el kilómetro 3 vía Juan Mina, con una capacidad para albergar un total de 2056 reclusos y un área construida de 51.011 metros

Conrado Solano, Jorge Fonseca López, Alexandra Hernández Schmucker, Andrés Jiménez Ochoa, Andrés Triana Olmos, Cesar Andrés

Mercado Puche, Vicente Cantillo Maza, Victor Fuentes Pumarejo, Luis Ortíz Lasprilla, Albert Villadiego Cárcamo, Luis Ávila Rangel, Humberto Pacheco Bustos, Carlos Albeiro

aDVISOR

PROJECT TEAM

Juan Mina penitentiary

According to INPEC's statistics, currently Atlantico department has a prision overpopulation of 1.706, wich is an 149,1% over its capacity. An important factor that contributes to the overcrowding and growth of prison population is the inmates recidivism, which is an 22% in Atlantico department, being one of its main couses the lack of education of the ex inmates since it is difficult for them to get jobs and to correctly reintegrate in society. To solve the overcrowding problem, it is proposed the construction of a new penitentiary center in Atlantico department, located in the route to Juan Mina kilometer 3, with a capacity to hause a total of 2.056 inmates and a built area of 51.011 square meters. This will have a library, 2 computer rooms and 13 classrooms, where it will be dictated courses in agreement with SENA and Bellas Artes institution to improve the inmates education level, giving them the tools to reintegrate better in society. In

order to improve the inmates consditions inside the penitentiary center, there will be an special building to house people with mental illness, with a capacity of 120 interns. The institution will also have rooms for the guards, medical center, dinning rooms, 2 multiple courts, visits area and administrative area. For the project, soil, hydrological and transport studies were made in the zone. From these, the architectonics, structurals, hydrosanitaries, roads and pavements designs were performed, and based on these, the environmental management plan was carried out and then, the project budget and schedule was settled. In conclusion, this project seeks to end with the overcrowding and to improve the conditions of the current prison population of Atlántico department, as well as reduce ex inmates recidivism, improving their education and reintegration to society.

25

INGENIERÍA DE

SISTEMAS Y COMPUTACIÓN Computer Science

ÍNDICE INDEX

28 | Seguimiento Académico 29 | Academic Follow Up 30 | Diseño e Implementación de un Sistema de Asimilación de Datos Regulador para Modelos Cuasi-Geostróficos en Dos Dimensiones

31 | Design and Implementation of a Smoothing Data Assimilation System for Quasi-Geostrophic Models in Two Dimensions

INGENIERÍA DE

SISTEMAS Y COMPUTACIÓN Computer Science

ÍNDICE INDEX

32 | Diseño de arquitectura e implementación de prototipo que integre

los procesos del Laboratorio de Geotecnia y Materiales de Construcción

33 | Architecture design and prototype implementation that integrate

the processes of the Laboratory of Geotechnics and Construction materials

34 | Determinación de las Formas de Salida de Paquetes en una

Sesión Multicast utilizando Network Coding con Flujo R

35 | Finding ways of output packets in a Multicast session using Network Coding with Flow R

36 | Diseño e implementación de un repositorio web para el registro

y seguimiento de la producción intelectual

37 | Design and implementation of a web repository for the recording and monitoring of intellectual production

38 |

Diseño, implementación y despliegue de un prototipo multiplataforma para el proyecto Firulais en la ciudad de Barranquilla

39 | Design, implementation and deployment of a multiplatform prototype for the Firulais project in the city of Barranquilla

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Estrada De La Hoz, Jesús Grazziani Hurtado, Julian Guzmán Salazar, Mauricio Polo Peña, Samuel David

tutor

En la Universidad del Norte, se conoce como franja crítica los casos en los cuales los estudiantes tienen un promedio 3,25 o más bajo están propensos a tener el estado “Fuera de Programa”. Esta población es de especial interés para la universidad por el riesgo de deserción debido a sus bajas notas. En estos casos los estudiantes tienen dificultades para al encontrar ayuda o asistencia para mejorar su situación académica como por ejemplo controlar o cambiar su conducta con respecto a sus materias. Antes estas situaciones, tanto en El CREE, dependencia que se encarga de hacer el seguimiento académico como los estudiantes requieren de un sistema de que facilite la atención a estos últimos dado que algunos no asisten a las actividades programadas por el CREE para superar la franja crítica. En este proyecto se plantea el diseño e implementación de una aplicación móvil como un prototipo que sirva como herramienta para el control y supervisión de los estudiantes de la franja crítica por parte de los psicólogos del CREE. Nuestra solución propuesta es un aplicativo móvil multiplataforma que tiene diferentes módulos para los estudiantes, tales como: apoyos académicos, mensajería instantánea con el psicólogo, estados académicos, entre otros. El proyecto se trató como un prototipo debido a que algunos módulos a realizar ya estaban siendo implementados en el nuevo sistema SARA 2, sin embargo, los módulos trabajados en el proyecto podrían ser usados en una revisión de la aplicación Uninorte ya existente. La información de los apoyos académicos es extraída del servidor Cafeto con tecnologías como Rails y PostgreSQL para almacenar la información. Nos apoyamos en la plataforma Firebase para aprovechar de los distintos servicios ofrecidos y brindarles a nuestros usuarios una mejor experiencia.

Se realizaron pruebas de usabilidad y funcionalidad a aplicación con distintos estudiantes y la mayoría se encontraron satisfechos con las interfaces y funcionalidades del proyecto.

Autores

Seguimiento Académico

Guzmán Salazar, Mauricio Polo Peña, Samuel David

aDVISOR

Estrada De La Hoz, Jesús Grazziani Hurtado, Julian

AUTORES

In the Universidad del Norte, the cases in which students have an average of 3.25 or lower are prone to have the status "Out of Program". This population is of special interest to the university due to the risk of dropping out due to low grades. In these cases students have difficulty finding help or assistance to improve their academic situation such as controlling or changing their behavior with respect to their subjects. In these situations, the CREE, requests the dependence that is responsible for doing the academic follow-up as students require a system that facilitates the attention to these last ones given that some do not attend the activities scheduled by the CREE to overcome the critical fringe. In this project, the design and implementation of a mobile application as a prototype that serves as a tool for the control and supervision of the students of the critical strip by the psychologists of the CREE. Our proposed solution is a multiplatform mobile application that has different modules for students, such as: academic support, instant messaging with the psychologist, academic states, among others. The project was treated as a prototype because some modules to be carried out were already being implemented in the new SARA 2 system, however, the modules worked on in the project could be used in a review of the existing Uninorte application. The information of the academic supports is extracted from the Cafeto server with technologies such as Rails and PostgreSQL to store the information. We rely on the Firebase platform to take advantage of the different services offered and provide our users with a better experience. Usability tests and application functionality were carried out with different students and most of them were satisfied with the interfaces and functionalities of the project.|

PROJECT TEAM

Academic Follow Up

29

Diseño e Implementación de un Sistema de

asimilación de datos regulador para modelos cuasi-geostróficos en dos dimensiones

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Garrido Cepeda, Sebastian

Niño Ruiz, Elias

tutor

Autores

Los modelos de predicción son extremadamente útiles en situaciones de la vida real, pero rara vez son representaciones fidedignas de todos los aspectos de un fenómeno natural, ya que generalmente están sujetos a simplificaciones para hacerlos útiles en contextos reales de producción. A pesar de que estas discrepancias tienden a ser negligibles en lapsos cortos de tiempo y espacio, pueden producir errores significativos fuera de esta ventana pequeña de utilidad. Para aliviar estos problemas, métodos de filtrado estadístico, que inyectan observaciones parciales, es decir que hacen asimilación de datos, para un modelo físico han sido introducidos para reducir el error general de un sistema. En particular, en el espacio de las Predicciones Numéricas del Clima (NWP), el Filtro de Kalman ha mostrado ser extremadamente fiable y útil. Desafortunadamente, estas técnicas tienden a ser computacionalmente costosas.

Este trabajo entonces pretende presentar un modelo eficiente de cómputo a través de la combinación de varias técnicas innovadoras que se han desarrollado para los Ensemble Kalman Filters. En particular, implementaremos un sistema de asimilación de datos regulador basado en el EnKF-MC y lo aplicaremos a un modelo cuasi-geostrófico bidimensional de la vorticidad de una cuadrilla rectangular del mar.

Design and Implementation of a Smoothing

Garrido Cepeda, Sebastian

NiĂąo Ruiz, Elias

aDVISOR

PROJECT TEAM

data assimilation system for quasi-geostrophic models in two dimensions

.Physical prediction models are extremely useful in real life situations but they are rarely perfect representations of all aspects of natural phenomena, often beholden to simplifications in order to make the models useful in real-life contexts.

While these discrepancies are often negligible in short spans of space and time, they can produce significant error when predictions need to be made outside of this small window of usefulness. In order to alleviate these issues, statistical filtering methods that inject partial observations i.e. that perform data assimilation, into a physical model to reduce the overall error were introduced. In particular, in the space of Numerical Weather Predictions (NWP) Kalman filters have proven extremely useful and reliable in producing results. Unfortunately, these techniques are often computationally expensive. This work then intends to present an efficient model of computation through the combination of several cutting-edge techniques developed for Ensemble Kalman Filters. In particular, we will implement an EnKF-MC Smoother and apply it to a two-dimensional Quasi-Geostrophic model of vorticity in a rectangular grid of the ocean.

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Diseño de arquitectura e implementación de prototipo que integre los procesos del laboratorio de geotecnia y materiales de construcción po que contenga el módulo de creación de formularios dinámicos.

Estos formularios permitirían gestionar los datos de los formatos que actualmente utiliza el laboratorio. Actualmente los formularios se implementan en hojas de cálculo (tipo Excel) con las que se manejan datos de ensayo, recepción de muestra, órdenes internas, entre otros. Lo que se espera es que el administrador del laboratorio pueda subir los formularios a la plataforma sin necesidad de un desarrollador. Este módulo se diseñará bajo una de las arquitecturas propuestas a manera de guía funcional para el desarrollo de la aplicación.

La planeación y desarrollo del proyecto se llevó a cabo con una metodología en espiral basada en prototipos. Esta metodología de desarrollo tiene un alto componente de diseño ya que en cada ciclo se debe: determinar objetivos, análisis de riesgos, planificación, y por último desarrollo y prueba. Se basa en prototipos puesto que se implementa cada módulo, se prueba y luego se integra en un prototipo funcional, principalmente enfocado en el módulo formularios dinámicos y las entradas de estos.

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Espinosa Montaño, Adonay Suarez Reina, Cristian

Wightman Rojas, Pedro Villadiego Cárcamo, Luis

tutor

Autores

El Laboratorio de Geotecnia y Materiales de Construcción, lleva a cabo sus procesos técnicos de ensayo, aplicando una serie de disposiciones técnicas documentadas y fundamentadas en normas técnicas reconocidas que son aplicadas eficazmente por el personal técnico y de apoyo. Por lineamientos de Calidad estos procesos deben seguir la norma ISO 17025.

Por consiguiente, el laboratorio requiere integrar, dentro de un sistema de información, los procesos de recepción de muestras, manejo de inventarios, control de equipos, almacenamiento y procesamiento de datos, elaboración de cálculos e informes finales para así lograr un acceso, búsqueda y procesamiento de una forma más rápida.

La propuesta central es diseñar la arquitectura general del sistema que permita implementar los procesos del laboratorio e implementar un prototi-

Architecture design and prototype Wightman Rojas, Pedro Villadiego CĂĄrcamo, Luis Espinosa MontaĂąo, Adonay Suarez Reina, Cristian

aDVISOR

PROJECT TEAM

implementation that integrate the processes of the laboratory of geotechnics and construction materials

The Laboratory of Geotechnics and Construction Materials carries out its technical testing processes, applying a series of technical provisions documented and based on recognized technical standards that are effectively applied by technical and support staff. In addition, the quality these processes must follow the ISO 17025 standard.

Therefore, the laboratory requires an information system that integrate the processes of sample reception, inventory management, equipment control, storage and data processing, preparation of calculations and final reports in order to achieve access, search and processing in a faster way.

The central proposal is to design the complete architecture of the system that allows to implement some of the processes of the laboratory within a prototype that contains the module of dynamic forms creation. These forms would allow to manage the data of the forms actually used by the laboratory. Currently the forms are implemented in spreadsheets (Excel type) which data of the test is handled, sample reception, internal orders, among others. What is expected is that the laboratory administrator can

upload the forms to the platform without the need of a developer. This module will be designed under one of the proposed architectures as a functional guide for the development of the application.

The planning and development of the project was carried out with a spiral methodology based on prototypes. This development methodology has a high design component since each cycle must: determine objectives, risk analysis, planning, and finally development and testing. It is based on prototypes since each module is implemented, tested and then integrated into a functional prototype, mainly focused on the dynamic forms module and the inputs of these.

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Determinación de las Formas de SALIDA DE

paquetes en una sesión multicast utilizando network coding con Flujo R conjunto de sumideros T V\\{s}; encontrar todas las posibles formas de salida de r paquetes desde s, donde r representa el máximo flujo asociado a G, de manera que todos lleguen a los sumideros T utilizando NC. Entonces, el objetivo principal del proyecto fue diseñar e implementar un algoritmo que solucionara el problema antes mencionado. Para conseguir dicho objetivo, se llevaron a cabo una serie de pasos: Primero se idearon dos soluciones distintas, se analizó la complejidad de cada solución y se seleccionó la de menor complejidad algorítmica. Luego, se realizó un diseño del algoritmo (figura 1) y posteriormente se implementó. A la implementación se le realizaron pruebas unitarias, es decir, de 2 a 3 pruebas por cada módulo de la implementación, luego se realizaron pruebas de integración, para verificar la funcionalidad completa. Se utilizaron más de 20 grafos con diferentes topologías, cantidad de nodos y máximo flujo, mostrando resultados positivos.

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Márquez Díaz, José Duvan Salcedo Quintero, Carolina Andrea

tutor

Autores

El inicio de Network Coding (NC) se le atribuye frecuentemente a Ahlswede, Cai, Li y Yeung en el año 2000. Ellos definieron a Network Coding como “se refiere a codificar en un nodo de una red”. Una característica de una red de computadores que va muy ligado a la calidad del servicio es el throughput, pues entre mayor sea, tomará menos tiempo el envío de información. De las ventajas más conocidas de NC es la de mejorar el throughput. Dado que con en el envío de paquetes en forma multicast, desde un nodo fuente hacia un grupo de sumideros, no siempre se logra la entrega del máximo flujo de paquetes, es importante el uso del paradigma de NC. Orientados a esta problemática, se propone solucionar lo siguiente: Dado un DAG G=(V,E), el cual representa una red de computadores para transmisión multicast uni-sesión, con un nodo s fuente, un

Finding ways of output packets in a Multicast aDVISOR

PROJECT TEAM

session using network coding with Flow R Márquez Díaz, José Duvan

Salcedo Quintero, Carolina Andrea

The beginning of Network Coding (NC) is often attributed to Ahlswede, Cai, Li and Yeung in 2000. They define Network Coding as "refers to coding in a node of a network". A characteristic of a computer network that is closely related to the quality of the service is the throughput, because the larger it is, it will take less time to send information. Of the best known advantages of NC is to improve throughput. Given that in the multicast sending of packages, from a source node to a group of targets, the maximum packet flow delivery is not always achieved, the use of the NC paradigm is important. Oriented to this problem, it is proposed to solve the following: Given to DAG G = (V, E), which represents a network of computers for multicast transmission uni-session, with a source node s, a set of targets T V \ \ {s}; find all the possible ways out of r packages from, where r represents the maximum flow associated with G, so that they all reach the targets T using NC. So, the main

objective of the project was to design and implement an algorithm that solves the aforementioned problem. To achieve this goal, a series of steps were carried out: First, two different solutions were devised, the complexity of each solution was analyzed and the one with the lowest algorithmic complexity was selected. Then, an algorithm design was made (figure 1) and later it was implemented.

The implementation was carried out unit tests, that is, 2 to 3 tests for each module of the implementation, then integration tests were performed, to verify the full functionality. We used more than 20 graphs with different topologies, number of nodes and maximum flow, showing positive results.

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Diseño e implementación de un repositorio web

para el registro y seguimiento de la producción intelectual importante disponer de una herramienta que permita hacer un registro completo de toda la producción intelectual, y de esta manera hacer el seguimiento y reporte actualizado de los artículos a medida que atraviesan sus distintos estados antes de ser publicados. La solución propuesta consiste en el diseño y la implementación de un repositorio en la web con un módulo para registrar los artículos de investigación desde el primer envío para su publicación. La herramienta almacena en una base de datos MySQL toda la información pertinente al proceso de cada uno de ellos, independientemente de que los artículos sean publicados o no. Adicionalmente, la herramienta cuenta con un módulo para el registro de la información de los docentes y un módulo para registrar los grupos de investigación de los que hacen parte. De esta forma se puede relacionar la producción intelectual con sus respectivos autores y grupos de investigación. Se implementaron los módulos en PHP para gestionar los datos según los indicadores de medición relevantes para cada uno de los reportes requeridos.

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Farfán García, Kevin San Martin Puello, Arnaldo Andres

Jimeno Paba, Miguel Angel Jabba Molinares, Daladier Arellana Ochoa, Julian

tutor

Autores

La Universidad del Norte cada vez se involucra más en el desarrollo y la producción de nuevo conocimiento científico. Este nuevo conocimiento que generan las investigaciones se refleja en la producción intelectual de sus profesores. La producción intelectual determina la calidad científica de la universidad y además es uno de los elementos que tienen en cuenta los rankings que evalúan su desempeño. Para los investigadores de la universidad es importante hacer seguimiento y reporte del estado de cada uno de sus productos intelectuales. Sin embargo, a la hora de hacerlo presentan un problema común y es la multiplicidad de plataformas en las que tienen que registrar esta información ya que entre ellas las condiciones de registro no son completamente iguales. Por consiguiente, cuando se desea medir el desempeño del investigador surgen diferencias en el resultado que arrojan las plataformas. Por tal razón, es

Design and implementation of a web repository FarfĂĄn GarcĂ­a, Kevin San Martin Puello, Arnaldo Andres

Jimeno Paba, Miguel Angel Jabba Molinares, Daladier Arellana Ochoa, Julian

aDVISOR

PROJECT TEAM

for the recording and monitoring of intellectual production

Universidad del Norte is increasingly involved in the development and production of new scientific knowledge. This new knowledge generated by research is reflected in the intellectual production of its teachers. The intellectual production determines the scientific quality of the university and is also one of the elements that take into account the rankings that evaluate its performance. For researchers at the university, it is important to follow up and report on the status of each of their intellectual products. However, at the time of doing so they have a common problem and it is the multiplicity of platforms on which they have to register this information since among them the registration conditions are not completely the same. Therefore, when it is necessary to measure the performance of the researcher, differences in the results of the platforms arise. For this reason, it is important to have a tool that allows to make a complete record of all the intellectual production, and in this way to follow up and update the articles as they go through their different states before being published.The proposed

solution consists in the design and implementation of a repository on the web with a module to register the research articles from the first submission for publication. The tool stores in a MySQL database all the information relevant to the process of each of them, regardless of whether the articles are published or not. Additionally, the tool has a module for the registration of the information of the teachers and a module to register the research groups of which they are part. In this way, intellectual production can be related to their respective authors and research groups. The modules were implemented in PHP programming language to manage the data according to the relevant measurement indicators for each of the required reports.

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Diseño, implementación y despliegue

de un prototipo multiplataforma para el proyecto Firulais en la ciudad de Barranquilla estableció un esquema de trabajo que permitió construir modularmente las funcionalidades de la aplicación, y a su vez dejó el espacio para aplicar cambios de acuerdo con las validaciones realizadas.

Teniendo en cuenta lo anterior, el proyecto tiene como finalidad el diseño, planeación e implementación de una aplicación móvil bajo el framework “React Native”. Dicho framework permite desarrollar para los sistemas operativos iOS y Android utilizando el mismo ambiente de programación; Visual Studio Code como IDE y Expo.io para el despliegue. En Firulais el usuario debe registrarse como voluntario o fundación y dependiendo de su selección se despliega un menú de funcionalidades, entre ellas, editar perfil, buscar fundaciones, buscar voluntarios, ver u ofrecer servicios, aceptar o rechazar servicios propuestos, añadir animales, ver y agregar noticias o eventos. Los resultados finales están basados en el desarrollo de encuestas y el prototipo funcional a partir de las tecnologías implementadas en la evolución del proyecto.

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Ramos Rodríguez, Rocío Zaccaro Valverde, Andrés Felipe Roca Blanco, Juan Manuel

tutor

Autores

En Colombia hay nueve millones de mascotas. No obstante, según datos del Departamento Nacional de Planeación (DNP), cerca de dos millones de gatos y perros deambulan por las calles sufriendo hambre e inclemencias del clima. Esta cifra tan elevada preocupa a ciertas fundaciones rescatistas que no poseen los recursos necesarios para el cuidado de todos ellos. En materia de salud pública es importante destacar que por las malas condiciones sanitarias, los animales callejeros promueven el desarrollo de enfermedades transmitidas por parásitos zoonóticos. Actualmente, no contamos con muchas iniciativas para el rescate de animales callejeros; para la solución de este problema se presenta el proyecto Firulais, que tiene como intención conectar voluntarios y fundaciones para la prestación de servicios de cuidado y adopción de animales callejeros. Utilizando la metodología “Desarrollo por Funcionalidades” se

Design, implementation and deployment Ramos RodrĂ­guez, RocĂ­o Zaccaro Valverde, AndrĂŠs Felipe Roca Blanco, Juan Manuel

aDVISOR

PROJECT TEAM

of a multiplatform prototype for the Firulais project in the city of Barranquilla

In Colombia there are nine million pets. However, according to data from the National Planning Department (DNP), about two million cats and dogs roam the streets suffering from hunger and inclement weather. This high figure concerns certain rescue foundations that do not have the necessary resources to care for all of them. In terms of public health, it is important to point out that due to poor sanitary conditions, stray animals promote the development of diseases transmitted by zoonotic parasites. Currently, we do not have many initiatives to rescue stray animals; for the solution of this problem, the Firulais project is presented, which intends to connect volunteers and foundations around care and adoption services for stray animals. Using the "Feature Driven Development" methodology, a working scheme was established that allowed the application's functionalities to be modularly constructed, and at the same time it allowed to apply changes to any feature of the project. Accordingly, the project aims at the design,

planning and implementation of a mobile application under the "React Native" framework. This framework allows to develop iOS and Android operating systems using the same programming environment; Visual Studio Code as IDE and Expo.io for implementation. In Firulais the user must register as a volunteer or foundation and depending on their selection a menu of functionalities is displayed, among them, edit profile, find foundations, look for volunteers, see or offer services, accept or reject proposed services, add animals, see and add news or events. The final results are based on the development of surveys and the functional prototype based on the technologies implemented in the evolution of the project.

39

INGENIERÍA Eléctrica Electrical Engineering

ÍNDICE INDEX

43 |

Herramienta informática para la decisión de activación de interruptores en redes de

distribución ante contingencias

44 | Computer program for the activation of switches in distribution networks 45 | Diseño de una protección de voltaje para el Nodo 634 de UniGRID 46 | Design of a voltage protection for the Node 634 of UniGRID 47 | Sistema de medición y reporte de la generación de dos fuentes de energías renovables en la

universidad del norte al centro de gestión UNINOC

INGENIERÍA Eléctrica Electrical Engineering ÍNDICE INDEX

48 | Measurement and report system of the generation of two sources of renewable energies at universidad del norte to the UNINOC management center

49 | Módulo de control de potencia suministrada por un generador a la red eléctrica.

50 | Power control module supplied by a generator to the electric network.

51 | Una antena para la medición de campo eléctrico en baja frecuencia 52 | An antenna for the measurement of low frequency electric fields 53 | Diseño de seccionador con mando remoto para topología IEEE 13 54 | Solid state relay design with remote control for topology IEEE 13 55 | Sistema de medición de la micro-red IEEE 13 nodos escalada a 42V 56 | Measurement system for IEEE 13 nodes microgrid scaled to 42V 57 |

Dispositivo para proteger los electrodomésticos contra sobretensiones presentadas en la red de

distribución

58 | Device for protecting household appliances against overvoltages presented in the distribution network 59 | Dimensionamiento de fuentes de energía renovables para garantizar la resiliencia en redes de distribución 60 | Location and sizing of renewable energy sources in order to guarantee the resilience in an unbalanced distribution grid

61 | Localización de fallas de alta impedancia en sistemas eléctricos de potencia.

62 | Location of high impedance faults in power electrical systems.

INGENIERÍA Eléctrica Electrical Engineering

ÍNDICE INDEX

63 |

Herramienta optimizada para el diseño y modelado del sistema de apantallamiento en

edificaciones de uso laboral, industrial y residencial en Colombia

64 | Optimized tool for the design and modeling of the shielding system in buildings for industrial and residential use in Colombia

65 | Controlador inteligente para operación óptima de sistemas híbridos de energías renovables 66 | Smart Controller for optimal operation of hybrid renewable 67 | Banco de prácticas pedagógicas aplicadas en sistemas fotovoltaicos 68 | Laboratory’s practices applied in photovoltaic systems 69 | Sistema inteligente para la detección de fallas en sistemas fotovoltaicos 70 | Intelligent system for the detection of faults in photovoltaic systems 71 | Diseño y construcción de un prototipo de un protección de sobrecorriente 72 | Design and construction of an over-current protection prototype 73 | Predicción de carga basado en ANN 74 | Load forecasting based on ANN 75 |

Software de aplicación para el diseño de sistemas de apantallamiento contra descargas

atmosféricas

76 | Application software for the design of shielding systems against lightning strokes

Herramienta informática para la decisión de

de activación de interruptores en redes de distribución ante contingencias

43

Autores

rísticas propias de las redes de distribución los métodos convencionales de flujo de carga, como Newton-Raphson, presentan problemas de convergencia, por esto se utiliza el método Forward Backward Sweep, este método está diseñado para sistemas de distribución. En la literatura se encuentra que los métodos de optimización más utilizados para hallar la mejor configuración son algoritmos genéticos y de la colonia de hormigas, para este trabajo se usaron algoritmos genéticos. Todo el desarrollo de la herramienta se hizo en el ambiente MATLAB. La herramienta se probó en los sistemas de prueba IEEE de 13 y 34 nodos, y en una microrred escalada basada en el sistema IEEE 13. Solo en la microrred se hicieron las pruebas en físico de reconfiguración. Se obtuvieron configuraciones en las cuales se cumplen las restricciones planteadas anteriormente, la ejecución de la herramienta tomó tiempos de computo menores a 2 minutos para el sistema IEEE 13.

Pacheco Castro, David Ruiz Martínez, Nelson

Castillo Sierra, Rafael Soto Ortíz, José Daniel Oliveros Pantoja, Ingrid Pardo González, Mauricio

tutor

Los índices de calidad exigidos a los operadores de red se ven afectados por la duración de las fallas. Una reconfiguración de la red puede reponer el servicio sin necesidad de resolver la falla, mejorando así la calidad de la energía suministrada.

En este proyecto se presentan los resultados del desarrollo y de la implementación de una herramienta informática para la reconfiguración de redes distribución. El objetivo de la reconfiguración es mantener el servicio en todos los nodos ante contingencias, respetando los límites de tensión y la cargabilidad de los elementos de la red. Este método brinda una configuración temporal mientras se soluciona la contingencia mediante la apertura y cierre de interruptores de la red, en esta herramienta no se tienen en cuenta las pérdidas por efecto Joule en la escogencia de la nueva configuración. La metodología para determinar que se cumplen las condiciones implica la implementación de un flujo de carga, debido a las caracte-

Computer program for the activation Pacheco Castro, David Ruiz Martínez, Nelson

Castillo Sierra, Rafael Soto Ortíz, José Daniel Oliveros Pantoja, Ingrid Pardo González, Mauricio

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PROJECT TEAM

of switches in distribution networks

The quality indexes demanded to power utility companies are affected due to fault’s duration. A reconfiguration of the network could restore the service without repairing the fault, improving the quality of the supplied energy. In this project the results of the development and implementation of a computer program for distribution systems reconfiguration are presented. The purpose of the reconfiguration is to restore the service at all nodes when a fault is present, maintaining the voltage limits and the capacity of the elements. This method provides a temporarily configuration while the fault is repaired by activating some switches in the network, the losses due to Joule effect are not considered for the reconfiguration.

To determine if a reconfiguration is acceptable a power flow computation is required, due to the characteristics of the distribution systems, conventional methods, such as Newton-Raphson, have convergence problems, for this reason the Forward-Backward Sweep method, which is designed for distribution systems, is used. In the literature the two most used

optimization methods for reconfiguration are genetic algorithms and ant colony optimization, in this work genetic algorithms are used. All the development of the program was made in MATLAB. The program was tested with the IEEE 13 and 34 Nodes test feeders and with a microgrid based on the IEEE 13 nodes test feeder. Only with the microgrid were physical tests performed. Reconfigurations that meet the previous requirements were obtained, the execution time was less than two minutes for the IEEE 13 nodes test feeder

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Diseño de una protección de voltaje para el Nodo 634 de UniGRID

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Autores

problema de carácter importante, ya que se afectarían los dispositivos o cargas que se conectan al nodo, los contactores y demás elementos instalados en el tablero, e incluso puede llegar a ser una situación riesgosa para los que se encuentren realizando las conexiones. Teniendo en cuenta la problemática descrita, se desarrolla este proyecto. “Diseño de una protección de voltaje para el Nodo 634 de UniGRID” busca construir el prototipo de una protección que monitoree la tensión de alimentación, determine si la conexión realizada es correcta o no, y garantice el nivel de tensión adecuado para el Nodo 634. Con el fin de brindar protección a la integridad física del practicante, de los componentes del Nodo 634 y al laboratorio en general.

Meza Llinas, Sebastián Trujillo Florian, Daniel

Pardo González, Mauricio

tutor

El desarrollo de un laboratorio como UniGRID permite a los estudiantes realizar prácticas que afiancen sus conocimientos acerca de sistemas de potencia. Este laboratorio es una versión escalada del IEEE 13 Node Test Feeder. Cuenta con 13 tableros que emulan los 13 nodos del sistema. Además cuenta con varias cargas, líneas, tableros de medición y un transformador. El sistema posee dos valores de tensión nominal. 220 VAC para 12 de los nodos, y 25 VAC solo para el Nodo 634 del sistema. Debido a la proximidad que existe entre cada uno de los tableros y a la ubicación del transformador que conecta el Nodo 633 con el Nodo 634, existe la posibilidad que alguien, al momento de realizar las conexiones en el sistema, alimente con 220 VAC los terminales de entrada del Nodo 634. Que se realice una conexión errónea de este tipo supone un

Design of a voltage protection Meza Llinas, Sebastiรกn Trujillo Florian, Daniel

Pardo Gonzรกlez, Mauricio

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PROJECT TEAM

for the Node 634 of UniGRID

The development of a laboratory such as UniGRID allows students to do practice that strengthen their knowledge of power systems. This lab is a scaled version of the IEEE 13 Node Test Feeder. It has 13 boards that emulate the 13 nodes of the system. It also has several loads, lines, measuring panels and a transformer. The system has two nominal voltage values. 220 VAC for 12 of the nodes, and 25 VAC only for Node 634 of the system. Due to the proximity that exists between each of the boards and the location of the transformer that connects Node 633 with Node 634, there is the possibility that someone, at the time of making the connections in the system, feeds 220 VAC to the input terminals of Node 634. An erroneous connection of this type is an important problem, since it would affect the devices or loads that connect to the node, the contactors and other elements installed on the board, and may even be a risky situation for

those who are making the connections. Taking into account the problems described above, this project is developed. "Design of a voltage protection for UniGRID Node 634" seeks to build the prototype of a protection that monitors the supply voltage, determines if the connection made is correct or not, and guarantees the appropriate voltage level for Node 634. In order to provide protection to the physical integrity of the practitioner, the components of Node 634 and the laboratory in general.

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Sistema de medición y reporte de la GENERACIÓN de dos fuentes de energías renovables en la Universidad del Norte al centro de gestión UNINOC

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Autores

Para el reporte de los datos se usó un módulo de comunicación con una Raspberry Pi Zero para la toma de los datos y el posterior envío de los mismos al servidor por medio de red celular El segundo punto de medición corresponde a la estación Mapuka, donde se tiene un aerogenerador y un panel solar, para lo cual se diseñó el tablero para la interconexión y medición del mismo a la red, en conjunto con el módulo de comunicación para el correspondiente reporte. Se implementó el controlador del aerogenerador con un bloque emulador DC diseñado para el soporte de este, y dos inversores grid-tie. Se obtuvieron enlaces de comunicación exitosos entre los módulos de comunicación y los medidores, con un porcentaje de lecturas exitosas del 99.525% para el sistema en el lab de paneles, y 96.896% para el punto de medición eólico. El 100% de los datos leídos fueron reportados al servidor. Las pruebas de validación de los medidores para asegurar la veracidad de las variables eléctricas a medir fueron exitosas, con resultados dentro de lo enmarcado en la NTC2147 y NTC4052.

Sandoval Diaz, Sorelys Fontalvo Echavez, Andrea

Pardo González, Mauricio

tutor

En Uninorte hay dos puntos de generación de energía eléctrica con fuentes renovables que hacen parte del área estratégica de energía, los cuales no tienen un sistema para el registro y gestión de la potencia generada. Estas fuentes se encuentran distantes dentro del campus. La ausencia de un sistema para la gestión de la información de generación de las fuentes renovables no permite la planeación con estos recursos para futuros desarrollos e investigaciones de la comunidad. De aquí el interés de un sistema para la gestión energética. La solución corresponde al sistema de medición y reporte en dos puntos de energías renovables interconectados a la red. El primero es en el lab de energías renovables el cual por medio de tres inversores grid tie entrega a la red lo generado por el sistema de paneles fotovoltaicos. En este punto se diseño un sistema de medición considerando la instalación en este punto.

Measurement and report system of the generation

Sandoval Diaz, Sorelys Fontalvo Echavez, Andrea

Pardo Gonzรกlez, Mauricio

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PROJECT TEAM

of two sources of renewable energies at Universidad del Norte to the UNINOC management center

In Uninorte there are two points of electrical energy generation with renewable sources that are part of the strategic energy area, which have no system for the registration and management of the power generated.

These sources are distant within the campus. The absence of a system for the management of the information of the generation of renewable sources does not allow the planning with these resources for future developments and investigations. Hence the interest of a system for energy management. The solution corresponds to the measurement and reporting system in renewable energy points interconnected to the network.

The first is the laboratory of renewable energies which, through three grid inverters, delivers to the network what is generated by the photovoltaic panel system. At this point, a measurement system was designed considering the installation at this point. To report the data, a communication module was used with a Raspberry Pi Zero for the data collection and the subsequent sending of this data through cell phone network. The second point corresponds to the Mapuka station, where there is a wind turbine and a solar panel, for which the board was designed for the interconnec-

tion and measurement, in conjunction with the communication module. The wind turbine controller was implemented with a DC emulator block designed to support it, and two grid-tie inverters.

Successful communication links were obtained between the communication modules and the meters, with a percentage of successful readings of 99.525% for the system in the panel laboratory, and 96.896% for the wind measurement point. 100% of the data read was reported to the server. Validation tests of the meters to ensure the veracity of the customized electrical variables were successful, with results within the framework of NTC2147 and NTC4052.

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Módulo de control de potencia suministrada por un generador a la red eléctrica

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Villa Guerrero, Alberto Velásquez Gonzalez, Jorge

Pardo González, Mauricio Castillo Sierra, Rafael

tutor

Autores

El control de potencia en los generadores síncronos es de gran importancia para las grandes industrias, debido a que, ante cambios repentinos de carga, el nodo de generación debe ser capaz de estabilizarse así mismo de manera automática. El presente proyecto se convierte en la respuesta a la necesidad de controlar la potencia entregada por un generador a la red eléctrica, el cual será utilizado en la práctica de laboratorio de sincronización en la materia de Máquinas Eléctricas de la Universidad del Norte y se integrará al proyecto de red IEEE-13 que se adelanta en los mismos laboratorios. Igualmente, podrá ser implementado en la materia de Control Automático como una herramienta de aprendizaje para la enseñanza de sistemas de control de máquinas eléctricas en tiempo real. El módulo presentado es capaz de medir la potencia entregada por el generador, y por medio de una interfaz gráfica, el usuario puede controlar los valores de potencia que éste entrega, asegurando las tensiones en rangos seguros y permitiendo al usuario hacer pruebas de manera rápida y fiable.

Power control module supplied by a GENERATOR

Villa Guerrero, Alberto Velรกsquez Gonzalez, Jorge

Pardo Gonzรกlez, Mauricio Castillo Sierra, Rafael

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PROJECT TEAM

to the electric network.

The control of power in synchronous generators is of great importance for large industries, because, in the face of sudden changes in load, the generation node must be able to stabilize itself automatically. The present project becomes the answer to the need to control the power delivered by a generator to the electrical network, which will be used in the practice of synchronization laboratory in the matter of Electrical Machines of the Universidad del Norte and will be integrated into the IEEE-13 network project that is being carried out in the same laboratories. Likewise, it can be implemented in the field of Automatic Control as a learning tool for the teaching of control systems of electrical machines in real time. The presented module is capable of measuring the power delivered by the generator, and by means of a graphic interface, the user can control the power values that it delivers, ensuring the voltages in safe ranges and allowing the user to do tests quickly and easily and reliable.

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Una antena para la medición de camp0

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Navarro Romero, Hernán Tejeda Tejeda, José

Ripoll Solano, Lácides Soto Ortiz, José Daniel

tutor

Los campos electromagnéticos son generados por fenómenos naturales, como por ejemplo, el campo natural de la tierra o el que se genera gracias a descargas atmosféricas, o por actividades humanas, tales como la energía eléctrica. Por esto, la incidencia de los campos electromagnéticos en la vida humana es cada vez más fuerte. Las personas pueden desarrollar condiciones adversas para su salud cuando se encuentran prolongadamente bajo los efectos de dichos campos. El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) establece como obligatorias las mediciones del campo eléctrico en las zonas aledañas a líneas de transmisión y subestaciones en Colombia. Esto se hace con el fin de verificar que dichos componentes del sistema eléctrico cumplan con los límites admisibles de emisión que pueden soportar los humanos. Dicho esto, son necesarias las mediciones de los campos eléctricos para poder controlar y tomar medidas preventivas con respecto a los mismos. Con base en lo anterior, se propone el diseño y la construcción de una antena capaz de captar dichos campos eléctricos y mostrar su magnitud a través de elementos de medición. En este proyecto se procede a diseñar y construir una antena capaz de medir el campo eléctrico a bajas frecuencias, más específicamente cerca a líneas de transmisión de energía eléctrica, las cuales tienen una frecuencia de 60Hz. El propósito se logra con una antena de placas paralelas o, en otras palabras, un capacitor que almacena y reacciona frente al campo eléctrico de las líneas de transmisión y luego la señal generada por la antena pasa a un osciloscopio, el cual muestra la onda que recibe.

Autores

eléctrico en baja frecuencia

An antenna for the measurement

Navarro Romero, Hernán Tejeda Tejeda, José

Ripoll Solano, Lácides Soto Ortiz, José Daniel

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PROJECT TEAM

of low frequency electric fields

Electric fields are generated by natural phenomena, such as Earth's natural electric field or due to atmospheric discharges, or thanks to human activities, like it happens with electric current. Due to this, the incidence of electromagnetic fields in human lives is stronger each time. Humans can develop adverse conditions in their health when exposed to these fields for extended periods of time. The RETIE (Spanish abbreviation for: Technical Regulations for Electrical Installations) establishes that the measurement of electric field in the zones near transmission lines and substations is mandatory. This is done in order to verify that said components of the electric system are in agreement with the allowable emission limits that humans can withstand. According to what has been said beforehand, the design and construction of an antenna that is capable of capturing and showing the magnitude of electric fields using measurement elements. In this project, an antenna that is capable of measuring low frequency electric fields near electric energy transmission lines is designed and constructed, more specifically for use with 60 Hz fields. The objective is obtained with a parallel plates antenna, or in other words, a capacitor that is capable of storing and reacting to the electric field produced by the transmission lines and then transmit the generated signal to an oscilloscope, which shows the received waveform.

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Diseño de seccionador con mando remoto para topología IEEE 13

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Autores

mayor a pequeña escala, sin embargo, en el diseño actual no es posible realizar operaciones de maniobra o transferencia. Al no poseerlo, si en la micro-red falla una fuente o simplemente no está disponible, algunas cargas quedan sin ser alimentadas, la función de una transferencia es actuar en dicho momento y proveer un camino de corriente para las cargas afectadas. Se procedió entonces a realizar las matrices de decisión para escoger el método de construcción más adecuado (estado sólido), el hardware de control (Arduino Uno v3.0) y el software de programación (Matlab). Luego, se instaló en una caja metálica con IP 50 con protección al polvo. En la etapa de validación de su funcionamiento, se realizaron más de 30 ensayos en el laboratorio de máquinas de la Universidad y en la microrred IEEE 13 bajo diferentes escenarios de operación y temperaturas. Con las pruebas realizadas soportando desde 2 a 14 amperios RMS, se concluye que el seccionador es capaz de cerrar y abrir bajo carga, indicar su estado actual y ser controlado remotamente.

Garzón Loaiza, Alejandro Salas Herrera, Diego

Castillo Sierra, Rafael Garzón Gaitán, Antonio

tutor

Se realizó un análisis de contingencia simulando la micro red en Neplan previendo los peores escenarios en los que puede operar el sistema, dimensionando así, los componentes del seccionador con la robustez necesaria para que soporten las máximas corrientes de operación de la red. Se acoplo un circuito de amortiguamiento para los cambios abruptos de que se pueden presentar entre los barrajes evitando el accionamiento indeseado del tiristor. El diseñar un seccionador aplicando electrónica de potencia, acarrea diversas ventajas como la eliminación de partes móviles, aumento de la longevidad y velocidad de reacción del dispositivo, entre otras, frente a los dispositivos mecánicos usados convencionalmente. La microrred IEEE 13 de la Universidad del Norte cuenta con módulos para simular líneas de transmisión, cargas, fuentes, capacitores y transformadores. La finalidad es poder recrear un escenario de un sistema de potencia

Solid state relay design with remote control

Garzรณn Loaiza, Alejandro Salas Herrera, Diego

Castillo Sierra, Rafael Garzรณn Gaitรกn, Antonio

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PROJECT TEAM

for topology IEEE 13

A contingency analysis was performed simulating the micro network in Neplan, anticipating the worst scenarios in which the system can operate, thus sizing the components of the disconnector with the necessary robustness to support the maximum operating currents of the network. A damping circuit is coupled for the abrupt changes of that can occur between the bushes, preventing undesired operation of the thyristor. The design of a disconnector applying power electronics, brings various advantages such as the elimination of moving parts, increased longevity and reaction speed of the device, among others, compared to conventionally used mechanical devices.

The IEEE 13 micro network of the Universidad del Norte has modules to simulate transmission lines, loads, sources, capacitors and transformers. The purpose is to recreate a scenario of a larger power system on a small scale, however, in the current design it is not possible to perform maneuver or transfer operations. By not having it, if in the micro network a source fails or is simply not available, some loads are left without being fed, the function of a transfer is to act at that moment and provide a current path for the affected loads.

The decision matrices were then made to choose the most suitable construc-

tion method (solid state), the control hardware (Arduino Uno v3.0) and the programming software (Matlab). Then, it was installed in a metal box with IP 50 with dust protection.

In the validation stage of its operation, more than 30 tests were carried out in the laboratory of machines of the University and in the IEEE 13 micro-grid under different operating and temperature scenarios. With the tests carried out from 2 to 14 amps RMS, it is concluded that the disconnector is able to close and open under load, indicate its current status and be controlled remotely.

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Sistema de medición de la micro-red IEEE 13 nodos escalada a 42V

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Autores

datos a un NOC (Network Operation Center). El sistema mide valores de tensión y corriente de manera que se puede estimar el estado del sistema.

Se evaluó y validó el funcionamiento del prototipo aplicado en la micro-red IEEE de 13 nodos disponible en los laboratorios de la Universidad del Norte. El desempeño del sistema de medición se comparó con respecto a los resultados obtenidos con dispositivos estándar de medida obteniendo resultados con errores inferiores al 10%. Se evaluó también la efectividad en la transmisión de los datos, verificando que todos lleguen correctamente al destino.

Pérez Betin, Carelys Pernett Vidal, Carlos

Calle Torres, María Gabriela

tutor

Los sistemas de generación distribuida (DG) se han convertido en un tema de estudio durante varios años. Dichos sistemas requieren integrar diversas fuentes de generación en los sistemas eléctricos, sin afectar la estabilidad y garantizando una óptima operación. Por esto, se ha incrementado el estudio de diferentes conceptos y tecnologías asociados a las micro-redes, las cuales permiten dicha integración. También es necesario realizar estudios en la medición, monitoreo y control de micro-redes, por medio de sistemas eficientes y una serie de tecnologías de sensores e instrumentos de medida y comunicación económicamente viables. Este proyecto propone un sistema de medición para un modelo de micro-red (IEEE 13) escalado a 42V, a fin de adaptar o diseñar dispositivos electrónicos que se ajusten a las condiciones eléctricas del sistema, que sean económicos y que estén en capacidad de recolectar y transmitir de forma inalámbrica

Measurement system for IEEE 13 nodes microgrid PĂŠrez Betin, Carelys Pernett Vidal, Carlos

Calle Torres, MarĂ­a Gabriela

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PROJECT TEAM

scaled to 42V

Distributed generation (DG) systems have become an area of study for several years. These systems require to integrate various sources of generation on electrical systems, without affecting the stability and guaranteeing an optimal operation. For this reason, the study of different concepts and technologies associated with the grids, which allow such integration has increased. It is also necessary to carry out studies on the measurement, monitoring and control of grids, using efficient systems and a series of sensors, measurement and communication technologies which are economically viable. This project proposes a measurement system for a micro-grid model (IEEE 13) scaled to 42V, in order to adapt or design electronic devices fitting to the electrical condition of the system, being economic, and able to collect and transmit data wirelessly to a NOC (Network Operation Center). The system measures voltage and current values so that we can estimate the state of the system. It was assessed and

validated the performance of the prototype applied in the IEEE 13 nodes micro-grid available in the laboratories of the Universidad Del Norte. The performance of the measurement system was compared regarding the results obtained with standard measurement devices obtaining less than 10% errors. It was also assessed the effectiveness in the transmission of the data, verifying that all of them properly reach the destination.

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Dispositivo para proteger los electrodomésticos contra sobretensiones presentadas en la red de distribución

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Autores

determinar su respuesta ante sobretensiones transitorias y permanentes.

Ante las primeras, el dispositivo recorta el pico de tensión evitando que se presente en la onda de salida. Ante las segundas el prototipo desconecta la carga de la alimentación. Los resultados obtenidos de la validación del prototipo se analizaron estadísticamente mediante pruebas de hipótesis por análisis de medias en las cuales se buscó determinar que el dispositivo responde de manera correcta y protege la carga ante ambos tipos de sobretensiones. Al realizar el análisis de los resultados, se estima que el dispositivo protege la carga con un 95% de confianza, ya que desconecta la carga en los rangos de desconexión establecidos, con lo cual se puede establecer que se cumplen los objetivos planteados en el estudio. Por medio de este prototipo, se tiene una mejor comprensión del funcionamiento de este tipo de dispositivos y de su diseño, quedando clara la importancia que tiene su empleo en los hogares.

Arengas Romero, Silvana Torres Barrera, Lauren

Soto Ortíz, José Daniel Vallejo Rodríguez, Erick

tutor

El proyecto presenta la propuesta del diseño y construcción de un dispositivo de protección contra sobretensiones y los resultados obtenidos al hacer las respectivas pruebas de laboratorio. En la red de distribución se presentan problemas como las sobretensiones, que pueden afectar el funcionamiento de los dispositivos en los hogares, estas pueden ser transitorias o permanentes. Con el fin de resolver este problema, empresas especializadas en protecciones contra fallas eléctricas, han diseñado distintos dispositivos que ayudan a mitigar dichas fallas. Con base en esto, se pretendió desarrollar un prototipo de protección contra variaciones de tensión que resulte económico y que posea materiales resistentes a estas perturbaciones. La construcción del prototipo está basada en modelos y circuitos electrónicos previamente simulados para observar un comportamiento adecuado y así, proceder a validar el prototipo físicamente por medio de pruebas en el laboratorio y

Device for protecting household appliances Arengas Romero, Silvana Torres Barrera, Lauren

Soto OrtĂ­z, JosĂŠ Daniel Vallejo RodrĂ­guez, Erick

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PROJECT TEAM

against overvoltages presented in the distribution network

The project presents the proposal for the design and construction of a surge protection device and the results obtained when doing the respective laboratory tests. In the distribution network there are problems such as surges, which can affect the operation of the devices in homes, these can be transient or permanent. In order to solve this problem, companies specialized in protection against electrical faults, have designed different devices that help mitigate these failures. Based on this, it was intended to develop a prototype of protection against voltage variations that is economical and that has materials resistant to these disturbances. The construction of the prototype is based on models and electronic circuits previously simulated to observe an adequate behavior and thus, proceed to validate the prototype physically by means of tests in the laboratory and determine its response to transient and permanent surges. For the trasient type, the device cuts the voltage peak preventing it from being present in the output wave. In the case of the permanent, the prototype disconnects the load from the power supply. The results obtained from the validation of the prototype were analyzed statistically by means of

hypothesis tests by analysis of means in which it was sought to determine that the device responds correctly and protects the load before both types of surges. When performing the analysis of the results, it is estimated that the device protects the load with a 95% confidence, since it disconnects the load in the established disconnection ranges, with which it can be established that the objectives stated in the study are met . Through this prototype, we have a better understanding of the operation of this type of device and its design, making it clear the importance of its use in homes.

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Dimensionamiento de fuentes de energía renovables para garantizar la resiliencia en redes de distribución

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Autores

En estos escenarios se verificó la respuesta de las variables de pérdidas del sistema, tensión de los nodos y cargabilidad de las líneas, además en estado dinámico se estudió el comportamiento de la frecuencia. Por último, se espera que la penetración de fuentes renovables en el primer escenario sea mucho menor a la que se presenta en el segundo escenario debido a la baja inercia que presenta el sistema de Providencia, por esta razón, sería difícil garantizar la resiliencia.

Afanador Pacheco, Luis Martínez Zabala, Liz

Oliveros Pantoja, Ingrid Jiménez Matos, Elvin Castillo Sierra, Rafael Pardo González, Mauricio

tutor

Este artículo presenta el resultado del estudio de casos del test IEEE 13 modificado, basados en el modelo de un análisis discreto para lograr garantizar la resiliencia de la red de distribución desbalanceada. Este test IEEE 13 modificado se probó mediante su conexión y desconexión a módulos de generación con energías no convencionales a la red de distribución.

Esta conexión de los módulos de generación con fuentes no convencionales, permitió identificar el grado de penetración de este tipo de fuentes y estudiar su operación en tres escenarios. El primer escenario consistió en la conexión de la microrred con el sistema eléctrico de potencia de Providencia que es una red de baja inercia, el segundo es con la red eléctrica de La Guajira que está conectada al Sistema Interconectado Nacional y el tercero es cuando la interconexión con la red falla y el sistema se encuentra aislado.

Location and sizing of renewable energy

Afanador Pacheco, Luis MartĂ­nez Zabala, Liz

Oliveros Pantoja, Ingrid JimĂŠnez Matos, Elvin Castillo Sierra, Rafael Pardo GonzĂĄlez, Mauricio

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PROJECT TEAM

sources in order to guarantee the resilience in an unbalanced distribution grid

This article presents the study results of the modified IEEE 13 node test feeder, based on the model of a discrete analysis to guarantee the resilience of the unbalanced distribution network. This modified IEEE 13 node test feeder was tested through the connection and disconnection of generation modules based on non-conventional energies to the distribution network. This connection of the generation modules based on non-conventional sources allowed to identify the optimal location and sizing of this type of sources and to study its operation in three scenarios. The first scenario consisted in the connection of the microgrid with the power system of Providencia which is a low inertia network, the second one is with La Guajira grid which is connected to the National Interconnected System and the third one is when the interconnection with the network fails and the system is isolated. In these scenarios the behavior of the

system variables as losses, voltage of the nodes and chargeability of the lines was verified, additionally in dynamic state it was studied the behavior of the frequency. Finally, it is expected the penetration of renewable sources in the first scenario to be much lower than that presented in the second scenario due to the low inertia that the Providencia system presents, for this reason, it would be difficult to guarantee resilience.

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Localización de fallas de alta impedancia en sistemas eléctricos de potencia.

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Autores

en falla. Partiendo de las ecuaciones propuestas por Gonçalves, se demuestra que a partir de la formulación para fallas trifásicas se puede realizar la localización fallas de tipo monofásico y bifásico, eliminando así, la necesidad de identificar el tipo de falla en la etapa de detección de fallas, puesto que el método propuesto permite determinar la distancia al punto de falla de manera independiente al tipo de falla. De tal manera, se determinó una formulación matemática que permitió obtener un algoritmo generalizado para la localización de FAI en SEP. Se logró replicar el comportamiento de las corrientes de FAI con modelo de FAI implementado con simulación tanto en ATPDraw como en Simulink®. Se validó el algoritmo con simulaciones de un SEP, y se obtuvo un porcentaje de error menor al 0.015% para la mayoría de los casos. Considerando el caso de estudio, lo anterior es un error de menos de 12 metros sobre 80 kilómetros (longitud total de línea).

Doria García, Jose

Orozco Henao, Cesar

tutor

Ante la ocurrencia de una falla en una línea de transmisión, este proyecto busca obtener una localización precisa de la distancia al punto de falla. Esto permitirá dirigir de manera directa a los equipos de mantenimiento al lugar donde ocurre la falla, visando disminuir el tiempo de localización y por tanto el tiempo de restauración del suministro de electricidad. Las Fallas de Alta Impedancia (FAI) se caracterizan por confundirse con facilidad con distintos disturbios presentes en un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) tales como sobrecarga y entrada y salida de bancos de capacitores, entre otros; lo que dificulta la detección, localización y el modelado representativo de este tipo de fallas. Se desarrolló un método de localización basado en la impedancia aparente y en el método de mínimos cuadrados, utilizando mediciones de voltaje y corriente en ambos terminales de la línea

Location of high impedance faults

Doria GarcĂ­a, Jose

Orozco Henao, Cesar

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PROJECT TEAM

in power electrical systems

In case a fault occurs in a transmission line, this project seeks to obtain an accurate location of the distance to the point of failure. This will allow the maintenance teams to be sent directly to the place where the fault occurs, aiming to decrease the time of location and therefore the time of restoration of the electricity supply. The High Impedance Failures (HIF) are characterized by easily confused with different disturbances present in an Electric Power System (EPS) such as overload and input and output of capacitor banks, among others; which makes the detection, location, and representative modeling of this type of failures difficult. A localization method based on the apparent impedance and the least squares method was developed, using measurements of voltage and current in both terminals of the fault line. From the equations proposed by Gonçalves, it is demonstrated that from the formulation for three-phase faults the

location of single-phase and two-phase faults can be performed, eliminating the need to identify the type of fault in the fault detection stage; since the proposed method allows determining the distance to the point of failure independently of the type of failure. In this way, a mathematical formulation was determined which allowed us to obtain a generalized algorithm for locating HIF in EPS. It was possible to replicate the behavior of HIF currents with HIF model implemented with simulation in both ATPDraw and SimulinkÂŽ. The algorithm was validated with simulations of a EPS, and an error percentage lower than 0.015% was obtained for most of the cases. Considering the case study, the above is an error of less than 12 meters over 80 kilometers (total line length).

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Herramienta optimizada para el diseño y modelado del sistema de apantallamiento en edificaciones de uso laboral, industrial y residencial en Colombia

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Autores

usuario puede obtener un informe detallado en Word con los respectivos resultados obtenidos por la herramienta en su fase de análisis de riesgo, un listado presentando en Excel de los materiales que se necesitarán para la realización del diseño y además información gráfica del diseño obtenido para una mejor comprensión por parte del ingeniero. Para esto fue necesario la obtención de las variables de entrada basándose en análisis de riesgos y en normas que respalden lo obtenido.

Orozco Castro, Alberto Dimas Bermúdez, Christian

Soto Ortiz, Jose

tutor

En el presente artículo se muestra el desarrollo, la metodología y los resultados durante el proceso de diseño de una herramienta informática en Matlab. Esta herramienta se basa en el modelo electro geométrico para el apantallamiento en edificaciones. El propósito principal de esta investigación es desarrollar mediante la adaptación y optimización de conceptos la aplicación del software, con el fin de mejorar la interacción del usuario con la herramienta y el análisis de los resultados mostrados, logrando tiempos de respuestas y calidad en estos para la toma de decisiones. Consecuentemente esta herramienta se realizó debido a un análisis previo del alto nivel ceráunico en Colombia y el bajo desarrollo investigativo e importancia que se le ha dado al impulso de herramientas que realicen el diseño del sistema de apantallamiento en este tipo de edificaciones. De esta manera el

Optimized tool for the design and modeling

Orozco Castro, Alberto Dimas BermĂşdez, Christian

Soto Ortiz, Jose

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PROJECT TEAM

of the shielding system in buildings for industrial and residential use in Colombia

In the present article, the development, the methodology and the results are shown during the process of designing a computer tool in Matlab. This tool is based on the electro geometric model for electrical shielding in buildings. The main purpose of this research is to develop the software application through the adaptation and optimization of concepts, in order to improve the user's interaction with the tool and the analysis of the results shown, achieving response times and quality in the same for the decision making, Consequently this tool was made due to a previous analysis of the high keraunic level in Colombia and the low research development and importance that has been given to the impulse of tools that carry out the design of the electrical shielding in buildings system in this type of buildings. In this way the user can obtain a detailed report in

microsoft Word with the results obtained by the tool in its risk analysis phase, a list presenting in Microsoft Excel the materials that will be needed for the realization of the design and also graphic design information obtained for a better understanding by the Engineer. For this it was necessary to obtain input variables based on risk analysis and standards that support the obtained.

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Controlador inteligente para operación óptima de sistemas híbridos de energías renovables

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Autores

energía sea el óptimo posible. Teniendo como función objetivo la minimización las pérdidas de transmisión, y como restricciones los voltajes de los nodos, las potencias máximas y mínimas de generación, balance de cargas y la potencia máxima de las líneas. Adicionalmente el sistema contará con un sistema de asignación de unidades que determinará en qué casos es recomendable conectar o desconectar un generador ya sea renovable o síncrono a la red. Para la validación del proyecto se trabajó con tres sistemas de potencias de diferentes características, (4, 5, 9 Nodos). Teniendo como resultado errores menores al 2% con respecto a los resultados de Neplan, un software de gran robustez y confiabilidad.

También se resalta la capacidad del sistema desarrollado para realizar la asignación de los generadores para disminuir las pérdidas. Una de las limitaciones de dicho trabajo es la obtención de datos de radiación solar y flujos de viento para un lugar específico.

Yie Pinedo, Andrés Morales Pérez, Andrés

Quintero Monroy, Christian

tutor

Este proyecto presenta el diseño y estudio de un controlador, basado en sistemas inteligentes, que se encarga de optimizar el punto de operación de un grupo de generadores convencionales y de energía renovables para la alimentación de un sistema eléctrico de potencia (SEP). Dado que los sistemas de optimización convencionales presentan problemas en la solución de flujos de potencias óptimos en estos sistemas por sus características de no linealidad y múltiples mínimos.

Esto, con el fin de mejorar la inclusión de energías renovables en el despacho en un sistema de potencia y hacer más rentable su uso. Dicho controlador fue desarrollado mediante un algoritmo genético (GA), al cual se le introducen variables como velocidad del viento, radiación solar y potencia producida por un generador síncrono, así mismo la topología del sistema de potencia. Posteriormente, el GA determina cómo distribuirá dicha potencia hacia el SEP, tal que el uso de la

Smart Controller for optimal operation

Yie Pinedo, Andrés Morales Pérez, Andrés

Quintero Monroy, Christian

aDVISOR

PROJECT TEAM

of hybrid renewable energy

This project presents the design and study of a controller, based on intelligent systems, which is responsible for optimizing the point of operation of a group of conventional generators and renewable energy for the power supply of an electrical power system (SEP). Since conventional optimization systems present problems in the solution of optimal power flows in these systems due to their characteristics of non-linearity and multiple minimums. This, in order to improve the inclusion of renewable energy in the dispatch in a power system and make its use more profitable. This controller was developed through a genetic algorithm (GA), which is introduced variables such as wind speed, solar radiation and power produced by a synchronous generator, as well as the topology of the power system.

Subsequently, the GA determines how it will distribute this power to the SEP, so that the use of energy is the optimum possible. Having as objective function the minimization of the transmission losses, and as restrictions

the voltages of the nodes, the maximum and minimum powers of generation, load balance and the maximum power of the lines. Additionally, the system will have a unit assignment system that will determine in which cases it is advisable to connect or disconnect a generator that is either renewable or synchronous to the network. For the validation of the project we worked with three power systems of different characteristics, (4, 5, 9 Nodes). Resulting in errors less than 2% with respect to the results of Neplan, a software of great robustness and reliability. In addition, will be highlighted the capacity of the system developed to carry out the assignment of the generators to reduce losses. One of the limitations of this work is obtaining data on solar radiation and wind flows for a specific place.

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Banco de prácticas pedagógicas aplicadas en sistemas fotovoltaicos

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Autores

un cortocircuito y proteger a los usuarios. Se estudiaron los Derechos Básicos de Aprendizaje (DBA) para estructurar las guías de laboratorio.

El siguiente diseño fue de una base móvil para el panel solar capaz de cambiar su posición angular y cardinal. En la etapa de construcción se eligieron los materiales mediante tres criterios generales como durabilidad, economía y seguridad. De igual manera, el cableado y las protecciones del dispositivo de la institución se cambiaron para seguir las normas nacionales y se digitalizaron las prácticas de laboratorio siguiendo los DBA y las competencias STEM. Finalmente, se validaron los circuitos de seguridad para analizar las corrientes máximas de cortocircuito. Las guías de laboratorio se validaron con un experto en ingeniería y se evaluó la capacidad de aprendizaje en los estudiantes con un pre-test y un pos-test. El proyecto demuestra que con tecnologías apropiadas y guías de laboratorio los estudiantes alcanzan avances en temas de energías renovables.

Cantillo Fierro, Camilo Castro Morales, Jimes

Espitia Pantoja, Gustavo Fajardo, Jorge

tutor

Con el fin de fortalecer el programa de formación académica en sistemas fotovoltaicos de 9°, 10° y 11°, los directivos y docentes del Instituto Alexander Von Humboldt necesitaban tecnologías y guías que permitieran realizar prácticas de forma segura. De esta manera, la propuesta del proyecto fue el diseño y construcción de un módulo de medidas para sistemas fotovoltaicos. El proyecto comenzó con un insumo proporcionado por el instituto, el cual es un dispositivo capaz de conectarse a un panel solar y convertir la tensión DC del panel por AC alimentando un banco de tomacorrientes.

Por lo cual, se dividió el proyecto en tres etapas: Diseño, construcción y validación.

Para la primera etapa, se adecuó el dispositivo para poder medir variables eléctricas seleccionadas mediante una matriz de decisión (tensión y corriente) lo que llevó al diseño de circuitos de seguridad en las borneras de medición con tal de proteger a los estudiantes si por algún caso realizan

Laboratory’s practices applied in Cantillo Fierro, Camilo Castro Morales, Jimes

Espitia Pantoja, Gustavo Fajardo, Jorge

aDVISOR

PROJECT TEAM

photovoltaic systems

In order to reform the academic formation program in photovoltaic systems of 9°, 10°, 11° the managers and teachers from Instituto Alexander Von Humboldt needed technologies and guides that would allow realize practices in a very safe way. According to this, the project’s purpose was the design and construction of a measures kit for photovoltaic systems.

The project started with an income given by the Humboldt this income is a transformation node which has a DC signal as input and an AC signal as output. This project was planned in three phases: Design, construction and validation. For the first stage was necessary to adjust the connection node to be able to measure electric variables as current and voltage, these variables were chosen using a decision matrix and this phase also included the design of measures and security circuits in order to protect the users of any short-circuit. Concurrently were chosen many DBA as the base of the practices book, the next step was the design of a mobile base for the solar panel, it’s able to change his angular and cardinal position. In

the second phase, the construction phase, the materials were chosen according to three main criteria as economy, safety and durability. Concurrently the cables and protections of the node were modified and improved according to the NTC 2050 and RETIE and consequently the circuits mentioned before were constructed. The practices were digitalized following a STEM educational model. Finally, the security and measures circuits were validated with a design of experiments, concurrently the practices book were validated for an expert, in engineering, and also were validated the capability of teaching that the book has itself. The project let us see that with the design and construction of appropriated technologies the social impact could be enormous, and also it’s able to conclude that the measure node is as safe as accurate.

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Sistema inteligente para la detección de fallas en sistemas fotovoltaicos

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Autores

detectar fallas de tipo sombreado, cortocircuito y sobrecarga dentro del sistema fotovoltaico. El diseño propuesto se basa en un sistema difuso tipo Mamdani, recibe cuatro variables de entrada: irradiación, temperatura del módulo, corriente y voltaje. Se realizó la lectura de las variables climáticas desde la base de datos de Weather Underground y mediante modelos matemáticos se realizó el cálculo de la temperatura del módulo, la corriente y el voltaje. Mediante una serie de reglas propuestas se detectan y diagnostican los tres tipos de fallas anteriormente mencionados. Por medio de una interfaz gráfica se registra el comportamiento del sistema las veinticuatro horas y se analiza el comportamiento de las curvas I-V y P-V en condiciones normales y durante una falla en la operación. Los resultados obtenidos muestran que el sistema inteligente es capaz de identificar con un porcentaje de exactitud del 90% entre los tipos de falla y situaciones normales de operación.

Trujillo Zucchini, Gabriel

Quintero Monroy, Christian

tutor

En la actualidad, la cantidad de sistemas fotovoltaicos ha aumentado rápidamente a nivel mundial, sin embargo este amplio desarrollo no ha sido respaldado por mejoras en el campo de la monitorización fotovoltaica, por lo cual este tipo de sistemas se encuentra todavía sujeto a la posibilidad de fallas durante su operación.

Las técnicas tradicionales para la detección de fallas en este tipo de sistemas no están funcionando adecuadamente debido a las condiciones de trabajo cuando hay baja irradiación y la potencia mppt. Debido que dentro de los sistemas fotovoltaicos se está presentando este tipo de inconvenientes es relevante la necesidad de investigar nuevos métodos que mejoren el rendimiento, la eficiencia, la fiabilidad y aumenten el tiempo de vida de los equipos. Dado este problema, se plantea la elaboración de un sistema inteligente mediante el método de lógica difusa, no se tendrá un prototipo hardware y el modelo solamente será capaz de

Intelligent system for the detection of faults

Trujillo Zucchini, Gabriel

Quintero Monroy, Christian

aDVISOR

PROJECT TEAM

in photovoltaic systems

Currently, the number of photovoltaic systems has increased rapidly worldwide, however this broad development has not been supported by improvements in the field of photovoltaic monitoring, which is why this type of systems is still subject to the possibility of failures during its operation. The traditional techniques for the detection of faults in this type of systems are not working properly due to the working conditions when there is low irradiation and the power mppt. Due to the fact that within these photovoltaic systems this type of inconveniences is being presented, the need to investigate new methods that improve the performance, efficiency, reliability and increase the life time of the equipment is relevant. Given this problem, the development of an intelligent system using the fuzzy logic method is considered, there will not be a hardware prototype and the model will only be able to detect shading, short circuit and overload faults within the photovoltaic system. The proposed design

is based on a diffuse Mamdani type system, it receives four input variables: irradiation, module temperature, current and voltage. The climate variables were read from the Weather Underground database and the calculation of the module temperature, current and voltage was carried out using mathematical models. Through a series of proposed rules, the three types of faults mentioned above are detected and diagnosed. Through a graphical interface, the behavior of the system is recorded around the clock and the behavior of the I-V and P-V curves is analyzed under normal conditions and during a fault in the operation. The results obtained show that the intelligent system is able to identify 90% accuracy between the types of failure and normal operating situations.

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Diseño y construcción de un prototipo de un protección de sobrecorriente

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Autores

comportándose como un relé de sobrecorriente de tiempo inverso. El resultado del comportamiento de la unidad lógica de la protección implica un error promedio en la estimación del tiempo de operación alrededor del 5%. Mientras que para el circuito de acondicionamiento se tiene un error de estimación en magnitud del 5%. Finalmente, se muestran futuras recomendaciones para mejoras del prototipo con el fin de disminuir los errores descritos anteriormente

Cotes Orozco, Juan Cepeda Sanjuanelo, Cristian

Orozco Henao, Cesar Pulgarín Rivera, Juan Diego

tutor

En el presente proyecto se expone el diseño y construcción de un prototipo de protección de sobrecorriente. Esta consta de un sistema de adquisición de datos, un sistema de acondicionamiento y una unidad lógica programable. Se muestra la selección y el comportamiento de cada uno de los elementos tanto para el sistema de adquisición como para el de acondicionamiento.

Así mismo, se observa el funcionamiento de la unidad lógica conformada por una Raspberry-Pi donde se programa la lógica de modo que este pueda procesar la señal para detectar si el sistema se encuentra o no en falla,

Design and construction of an over-current Cotes Orozco, Juan Cepeda Sanjuanelo, Cristian

Orozco Henao, Cesar PulgarĂ­n Rivera, Juan Diego

aDVISOR

PROJECT TEAM

protection prototype

In the present project the design and construction of a prototype of overcurrent protection is exposed. This consists of a data acquisition system, a conditioning system and a programmable logic unit. The selection and behavior of each of the elements is shown for both: the acquisition system and the conditioning system. Likewise, the operation of the logical unit formed by a Raspberry-Pi is observed where the logic is programmed, using the programming language python, so that it can process the signal to detect if the system is operating under fault or not, behaving like an inverse time overcurrent relay. The result of the behavior of the logical unit of the protection implies an average error in the estima-

te of the operating time around 5%.

While for the conditioning circuit there is an estimation error in magnitude of 5%. Finally, future recommendations for improvements of the prototype are shown in order to reduce the errors described above. Recommendations like making the logical unit to work faster or making hardware upgrades.

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Predicción de carga basado en ANN

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Autores

cantidad de usuarios no regulados mayor que el 20% del total del país; y por último, datos históricos completos. Por lo anterior, los comercializadores en estudio son: Electricaribe, EPM, ISAGEN y Electrificadora de Cali.

En segunda instancia, se utilizó como información las auto-correlaciones de las series de demanda eléctrica de cada comercializador, donde la significancia de hasta cinco meses anteriores sobre el mes a pronosticar es alta y la del mes en los dos años anteriores para establecer el modelo matemático de promedios móviles ponderados. Debido que los perfiles de carga son por comercializador, se diseñaron cuatro redes neuronales cuyas variables exógenas fueron elegidas luego del análisis de correlación que poseían las variables con la demanda eléctrica histórica. El entrenamiento se realizó estableciendo como salida la diferencia entre serie de predicción y serie histórica desde el año 2012 al 2016. Los datos de validación del sistema son las demandas de 2017 y el rendimiento ha sido evaluado a través del MAPE (Mean Absolut Percentage Error).

Palmett Garay, Marcela Rodríguez Madrid, Germán

Quintero Monroy, Christian

tutor

La predicción de demanda eléctrica hoy en día, es requerida en la planeación, operación y control de los sistemas de potencia. Así como también es de interés para los comercializadores de la energía ya que contar con el valor de la demanda al término de un plazo puede disminuir el riesgo de comprar energía a altos precios y, además aumenta la confiabilidad del sistema pues se mitigaría la demanda no abastecida. En este proyecto se presenta un modelo de predicción de demanda mensual a través de los métodos estadísticos: promedios móviles y suavizado exponencial; con un ajuste realizado mediante ANN (Artificial Neural Network). En primera instancia, los criterios para la selección de las comercializadores fueron: fuerte concentración industrial teniendo en cuenta que el mercado en estudio es el No Regulado el cual aborda las industrias; además, el comercializador tiene una

Palmett Garay, Marcela RodrĂ­guez Madrid, GermĂĄn

Quintero Monroy, Christian

aDVISOR

PROJECT TEAM

Load forecasting based on ANN

Today power consumption forecasting is required in power systems planification and control. Forecasting is also important for electric utilities in electricity markets, thus having an estimate for power consumption the risks involved in purchasing energy at high prices can be diminished in a high margin, also it helps to improve the system reliability by diminishing non-supplied power in the users. This project presents a forecasting model that uses statistical model as backbone and using ANN (Artificial Neural Networks) as an adjustment factor. The criteria used for the selection of electric utilities were: high concentration of industrialized users considering the non-regulated market in the Colombian electric system and complete data over historic demand from these utilities. Therefore, the studied electric utilities are: Electricaribe, Epm, Isagen and Electrificadora de Cali. Furthermore, autocorrelation studies were made using the

demand time series, a high significance over five months prior to the forecasted-month was found and a factor of the same month over two past years was used, all of these to build the statistical model of moving averages. Due to having load profiles for each utility, four ANN were built. Each network uses different exogenous variables that were chosen after a correlation analysis with the historical demand. The output of each network was the difference between the original time series and the time statistical model time series, training was carried over a time window of 60 month from year 2012 to 2016. For validation the consumption data of year 2017 was used evaluating the performance through MAPE( Mean Absolut Percentage Error).

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Software de aplicación para el diseño de

sistemas de apantallamiento contra descargas atmosféricas

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Autores

miento con cables de guarda de una subestación siguiendo el método electrogeométrico plasmado en la IEEE 998. El algoritmo y la interfaz gráfica se han elaborado en el software Matlab, ofreciendo al usuario la posibilidad de determinar la necesidad de implementar un sistema integral de protección contra rayos (SIPRA), distribución y dimensión de los equipos apantalladores y finalmente un presupuesto estimado asociado a todo el sistema de apantallamiento de las estructuras. Para la validación del software, fue realizado un análisis comparativo entre valores de riesgo, elementos y distancias de apantallamiento obtenidos a través del software con estos mismos parámetros obtenidos en herramientas ya existentes y casos de aplicación contenidos en la normativa IEEE 998. Con la ejecución del proyecto se logró integrar el diseño de sistemas de apantallamiento de edificaciones y subestaciones en una sola herramienta, que cumplen con la normativa nacional e internacional garantizando la protección de vidas humanas y elementos dentro de las estructuras.

Harvey Ortega, Ben Mena Galeano, Andrés

Soto Ortíz, Jose Daniel

tutor

En este artículo se presenta el procedimiento de elaboración de un software de aplicación para dimensionar sistemas de apantallamiento contra descargas atmosféricas. La protección contra impactos de rayos debe ser diseñada adecuadamente siguiendo los parámetros de la normativa aceptada en los diferentes países del mundo. Sin embargo, este proyecto hace énfasis en países ubicados en la zona intertropical como Colombia, ya que, es en esta zona donde se registran los mayores valores de nivel ceraúnico y densidad de descargas a tierra a nivel mundial. Con el diseño y ejecución del software se obtuvo una herramienta que permita determinar el nivel de riesgo en el que se encuentra una edificación según lo establece la norma colombiana NTC 4552 y diseñar un sistema de protección externo contra rayos. También, la herramienta permite diseñar el sistema de apantalla-

Application software for the design of Harvey Ortega, Ben Mena Galeano, AndrĂŠs

Soto OrtĂ­z, Jose Daniel

aDVISOR

PROJECT TEAM

shielding systems against lightning strokes

In this article, the procedure for developing an application software for designing shielding systems against atmospheric discharges is presented.

The protection against lightning strikes must be properly designed following the parameters of the regulations accepted in the different countries of the world. However, this project emphasizes countries located in the intertropical zone such as Colombia, since it is in this area where the highest values of ceraĂşnico level and density of discharges to land worldwide are recorded. With the design and execution of the software, we seek to obtain a tool that allows us to determine the level of risk in which a building is located as established by the Colombian standard NTC 4552 and to design an external protection system against lightning. Also, the tool allows designing the shielding system with guard cables of a substation following the electrogeometric method embodied in the IEEE 998. The algorithm and the graphical interface have been developed in Matlab software, offering the user the possibility of determining

the need to implement a comprehensive lightning protection system (SIPRA), distribution and dimension of the shielding equipment and finally an estimated budget associated with the entire shielding system of the structures. For the validation of the software, a comparative analysis has been made between risk values, distances and shielding elements obtained through software and the same parameters calculated in other tools and applications cases in IEEE 998. By executing the project it was possible to integrate the design of shielding systems of buildings and substations into a single informatic tool, which follows the national and international regulations guaranteeing the protection of human lives and elements within the structures.

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INGENIERÍA Electrónica Electronics Engineering

ÍNDICE INDEX

80 | Sistema Telemétrico de Seguridad 81 | Security Telemetric System 82 | Diseño de una antena omnidireccional en la banda de 5 GHz 83 | Design of an omnidirectional antenna in the 5 GHz band

INGENIERÍA Electrónica Electronics Engineering

ÍNDICE INDEX

84 | Sistema Robótico de Pick-And-Place con planificación inteligente de trayectorias 85 | Robotic Pick-And-Place system with intelligent trajectory planning 86 |

Simulación y visualización de la presión y velocidad del flujo sanguíneo en la

aorta

87 | Simulation and Visualization of pressure and velocity of blood flow in the aorta 88 | Sistema de visualización, monitoreo y control de una isla eléctrica (Nodo 611) de

un sistema eléctrico basado en el estándar IEEE-13.

89 | Visualization, monitoring and control system of an electric island (Node 611) of an

electrical system based on the IEEE-13 standard.

90 |

Sistema de Seguimiento Solar para la Generación de Energía a través de

91 |

Solar Tracking System for the Generation of Energy through Thermoelectric

Dispositivos Termoeléctricos

Devices

92 | Sistema de Transmisión Inalámbrica de Energía Mediante Resonancia Eléctrica 93 | Wireless Power Transmission System Through Electrical Resonance 94 | Sistema de Monitoreo de Actividades y Pulso Cardíaco en una Plataforma Móvil.

95 | Human activity recognition and heart rate monitoring mobile platform

INGENIERÍA Electrónica Electronics Engineering

ÍNDICE INDEX

96 | iWaiter: Sistema robótico de reconocimiento y navegación teledirigida 97 | iWaiter: Robotic system of recognition and remote control navigation 98 | Interpretación de melodías en teclado por parte de un robot Nao a partir de partituras

99 | Melody interpretation on keyboard by a Nao robot using music scores 100 | Sistema inteligente para la navegación de un hexápodo en un entorno con obstáculos

101 | Autonomous Intelligent Navigation System for a Hexapod in an Environment with Obstacles

102 | Procesamiento y Reconstrucción Tridimensional de estructuras cardíacas a

partir de imágenes TAC

103 | Processing and Three-dimensional Reconstruction of cardiac structures from

CT images

Sistema Telemétrico de Seguridad distribución de estos. Para implementar esta plataforma se hará uso de un framework llamado Ionic. Este nos permite, por medio de una programación eficaz y sencilla, crear con un solo proyecto una aplicación disponible para Android, Apple, y para el medio de PC, en Windows. Al ser este proyecto orientado a plataformas tecnológicas, existe una limitación en el ámbito tecnológico ya que se requieren equipos que soporten la aplicación y tengan acceso a localización e Internet. Ya que no todas las personas poseen siempre Internet en su dispositivo móvil la aplicación es capaz de almacenar la información suministrada hasta que el usuario tenga una conexión a Internet constante. Con este proyecto logramos desarrollar de manera eficaz la aplicación descrita y pudimos presentar una solución diferente y que aprovecha la tecnología para solucionar una problemática tan relevante en nuestra sociedad

1 80

Viloria Nuñez, Cesar Augusto Acosta Parra, Julián Rafael Cantillo Zambrano, Luis Sebastián

tutor

Autores

En nuestra sociedad actual, vivimos últimamente en un entorno muy atacado por el crimen. La falta de un registro oportuno y eficaz de la ocurrencia de estas calamidades. Presenta un gran punto en contra para hacer frente a esto. Para resolver esto nosotros proponemos un nuevo tipo de plataforma interactiva de denuncias que sea de utilidad tanto para la ciudadanía como para las entidades que pelean contra el crimen. Gracias a ella se podrá crear sistemas y campañas de respuesta mucho más eficaces y precisas. Permitirá conocer la forma en cómo se distribuyen los delitos en la ciudad a tiempo real y con una muy buena precisión. Para esto presentamos una App que registra las denuncias en tiempo real de las personas de una manera sencilla y rápida para las personas, además que registra y muestra en un mapa la

Viloria NuĂąez, Cesar Augusto Acosta Parra, JuliĂĄn Rafael Cantillo Zambrano, Luis SebastiĂĄn

aDVISOR

PROJECT TEAM

Security Telemetric System

In our current society, we are living recently in an environment very attacked by crime. The lack of an opportune and effective record of the occurrence of these calamities It presents a big point against this. In order to solve this, we propose a new type of interactive platform of complaints that is useful both for the citizenship and for the entities that fight against crime. Thanks to it, it will be possible to create systems and response campaigns that are much more efficient and precise. It will allow to know the way in which crimes are distributed in the city in real time and with a very good precision. For this we present an App that records complaints in real time of people in a simple and fast way for people, in addition to registering and displaying on a map the distribution of these. To implement this platform, a framework called Ionic will be used. This allows us, through an efficient and simple programming, to create with an only project an application available for Android, Apple, and for the PC medium, in Windows. As this project is oriented to technological platforms, there is a limitation in the technological field since teams that support the application and have access to location

and internet are required. Since not all people always have internet on their mobile device the application is able to store the information provided until the user has a constant internet connection. With this project we were able to effectively develop the described application and we were able to present a different solution that uses technology to solve such a relevant problem in our society.

2 81

Diseño de una antena omnidireccional en la banda de 5 GHz

y el nivel lóbulo primario secundario. En la segunda etapa del diseño se utilizó CST Microwave Studio, el cual permite diseñar la antena en 3D y obtener los parámetros necesarios en este tipo de investigaciones. Aparte de esto, se calculó la longitud de onda específica de la guía de onda para establecer las dimensiones de la antena y dar paso al diseño. Al momento de obtener los resultados, el pico de pérdidas de retorno se encuentra desfasado 0.1 GHz, por lo tanto, se decidió hacer los cálculos para 5.1 GHz. Los resultados se pueden considerar satisfactorios ya que se consiguió que la antena sea omnidireccional y el pico de pérdidas de retorno tiene un valor aproximado de -30 dB. Se tuvo que agregar 1 ranura extra por cada cara ancha de la antena, es decir un total de 26 ranuras para que la guia de onda tuviera más simetría y el acoplamiento mutuo no afectase en la frecuencia de las pérdidas de retorno. También se comprobó que las antenas lineales resonantes presentan un ancho de banda estrecho de aproximadamente 1%.

1 82

Rojas Castaño, Julián David Oliver Suárez, Daniel Alejandro

Ripoll Solano, Lacides Antonio

tutor

Autores

El uso de este tipo de antenas surge por la necesidad de transmitir la información a una mayor frecuencia en aplicaciones como radares o sistemas aeroespaciales, utilizar otro tipo de antenas como los dipolos se vuelve dimensionalmente ineficaz. Las antenas de tipo guía de onda responden bien en situaciones de bastante estrés ya que es capaz de soportar altas temperaturas y vibraciones. Nuestro proyecto se enfoca en diseñar una antena omnidireccional de tipo guía de onda resonante y rectangular en la banda G la cual operará a 5 GHz. Tendrá 13 ranuras por cada cara ancha, lo que permite la omnidireccionalidad. No se hará entrega física de la antena. Como primera etapa del diseño se utilizó el software MATLAB para calcular los coeficientes de excitación o Chebyshev con el comando chebwin, el cual tiene como parámetros de entrada el número de ranuras

Design of an omnidirectional antenna in the 5 GHz band PROJECT TEAM

Rojas Castaño, Julián David Oliver Suárez, Daniel Alejandro

aDVISOR

Ripoll Solano, Lacides Antonio

The use of this type of antennas arises from the need to transmit information to a greater frequency in applications such as radars or aerospace systems, using other types of antennas such as dipoles becomes dimensionally inefficient. The waveguide type antennas respond well in situations of high stress because it is capable of withstanding high temperatures and vibrations. Our project focuses on designing an omnidirectional antenna of type resonant and rectangular waveguide in the G band which will operate at 5 GHz. It will have 13 slots for each wide face, which allows omnidirectionality. No physical delivery of the antenna will be made. As the first stage of the design, the MATLAB software was used to calculate the excitation coefficients or Chebyshev with the command chebwin, which has as input parameters the number of slots and the secondary primary lobe level. In the second stage of the design CST Microwave Studio was used, which allows to design the antenna in 3D and obtain the necessary parameters in this type of research. Apart from this, the specific wavelength of the waveguide was

calculated to establish the dimensions of the antenna and give way to the design. At the time of obtaining the results, the peak of return losses is 0.1 GHz out of phase, therefore, it was decided to make the calculations for 5.1 GHz. The results can be considered satisfactory since the antenna was made omnidirectional and the peak of loss of return has an approximate value of -30 dB. One extra slot had to be added for each wide face of the antenna, ie a total of 26 slots so that the waveguide had more symmetry and the mutual coupling did not affect the frequency of the return losses. It was also found that linear resonant antennas have a narrow bandwidth of approximately 1%.project.

2 83

Sistema Robótico de Pick-And-Place con

planificación inteligente de trayectorias el fin de asegurar que las tareas se lleven a cabo de manera confiable y segura para las personas hacen parte del entorno del trabajo del robot. El sistema ha sido diseñado para un vehículo mecánico, en el cual fueron instalados los componentes que le han permitido realizar las tareas establecidas. En el desarrollo del proyecto son comunes las limitantes que giren en torno al diseño mecánico, ya que no es posible asegurar el 100% de la eficiencia de un trabajo simultáneo entre la parte mecánica y electrónica del sistema. Con la realización del proyecto se logró conseguir un sistema autónomo con la capacidad de calcular y proporcionar la trayectoria con mayor eficiencia en la realización del circuito de recolección en la mayoría de las veces, proporcionando un trabajo óptimo.

1 84

Quintero Monroy, Christian Acosta Moreno, Edwin Andrés Rodríguez Arenas, Germán David

tutor

Autores

Se ha planteado la creación de un robot móvil el cual cumpla la misión de llevar un objeto de un lugar a otro y regresarlo, escaneando constantemente el entorno a su alrededor para planear la ruta y hacer cambios en ésta al presentarse nueva información del entorno. Sistemas eficientes que permitan la realización de tareas repetitivas, tediosas, y sencillas de manera rápida y eficiente han generado un alto y creciente impacto en el área de la ingeniería. En cualquier aplicación real en la que se haga uso de un sistema robótico es importante que éste sea no solo consciente de su entorno, sino que posea la capacidad de adaptarse a éste y cumplir las tareas demandadas a pesar de los cambios generados. Esto con

Robotic Pick-And-Place system with Quintero Monroy, Christian Acosta Moreno, Edwin AndrĂŠs RodrĂ­guez Arenas, GermĂĄn David

aDVISOR

PROJECT TEAM

intelligent trajectory planning

The creation of a mobile robot has been proposed, which fulfills the mission of taking an object from one place to another and returning it, constantly scanning the environment around it to plan the route and make changes in it when new environmental information is presented. Efficient systems that allow the performance of repetitive, tedious, and simple tasks quickly and efficiently have generated a high and growing impact in the area of engineering. In any real application in which a robotic system is used it is important that it is not only aware of its environment, but that it has the capacity to adapt to it and fulfill the demanded tasks despite the changes generated. This in order to ensure that tasks are carried out reliably and safely for people are part of the environment of the robot's work. The system has been designed for a mechanical vehicle, in which the components that have allowed it to perform the established tasks were installed. In the development of the project, the constraints

that revolve around mechanical design are common, since it is not possible to ensure 100% of the efficiency of a simultaneous work between the mechanical and electronic part of the system. With the realization of the project it was possible to obtain an autonomous system with the capacity to calculate and provide the path with the most efficiency in the realization of the collection circuit in most of the times, providing an optimal work.

85

2

Simulación y visualización de la presión

y velocidad del flujo sanguíneo en la aorta actuales investigaciones. Problema de ingeniería: Existen enfermedades tales como La arteriosclerosis, aneurisma y estenosis que afectan las paredes arteriales alterando el flujo sanguíneo dependiendo de su localización. El análisis de este flujo brinda gran información en la detección temprana de dichas enfermedades, sin embargo pocos especialistas pueden identificar adecuadamente el comportamiento de dicho flujo. Propuesta central: Simulación del flujo sanguíneo para el análisis de la distribución de velocidad y presión en la aorta en 2D. Diseño: Construir una interfaz que visualice distribuciones de velocidad y presión de la aorta cuyas imágenes son adquiridas por TAC. Algunas limitaciones son la obtención de condiciones reales para el análisis del flujo sanguíneo, que necesitan ser realizados por procedimientos médicos de poco acceso. Resultados: Se hallaron resultados similares del flujo sanguíneo presentados en la literatura, donde se analizan velocidades y presiones en diferentes ubicaciones en la aorta y diferentes tiempos en un ciclo cardiaco.

1 86

Galindo Núñez, Danilo Jose Ojeda Zapata, Gerardo Andres

Tello Portillo, Juan Pablo Cadena, Alberto

tutor

Autores

El proyecto está basado en la simulación y visualización de la distribución de la presión y velocidad del flujo sanguíneo en la aorta. Se implementó el método computacional de elementos finitos para la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes, las cuales modelan el comportamiento del flujo sanguíneo aplicando parámetros y condiciones apropiadas en la aorta. La geometría de la aorta es adquirida por medio de TAC (tomografía axial computarizada), posteriormente pasa a un bloque de procesamiento de imágenes donde se aplica técnicas para reconstruir el modelo de la aorta. En base a ese modelo se construye un tipo de mallado característico aplicando el método de elementos finitos antes mencionado. La simulación y los datos obtenidos son visualizados a través de una interfaz gráfica.

Finalmente se hacen análisis estadísticos de los datos adquiridos y luego son comparados con la literatura y

Simulation and Visualization of pressure Galindo Núùez, Danilo Jose Ojeda Zapata, Gerardo Andres

Tello Portillo, Juan Pablo Cadena, Alberto

aDVISOR

PROJECT TEAM

and velocity of blood flow in the aorta

The project is based on the simulation and visualization of the distribution of pressure and velocity of blood flow in the aorta. The finite element computational method was implemented to solve the Navier-Stokes equations, which model the behavior of the blood flow applying appropriate parameters and conditions in the aorta. The geometry of the aorta is acquired by means of CT (computerized axial tomography), then it passes to an image processing block where techniques are applied to reconstruct the model of the aorta. Based on this model, a characteristic mesh type is constructed applying the aforementioned finite element method. The simulation and the obtained data are visualized through a graphic interface. Finally, statistical analyzes of the acquired data are made and then compared with the literature and current research. Engineering problem: There are diseases such as arteriosclerosis, aneurysm and stenosis that affect the arterial walls altering the blood flow depending on its location. The analysis of this flow provides great information in the

early detection of these diseases, however few specialists can adequately identify the behavior of this flow. Central proposal: Simulation of blood flow for the analysis of the velocity and pressure distribution in the aorta in 2D. Design: Construct an interface that visualizes velocity and pressure distributions of the aorta whose images are acquired by TAC. Some limitations are the obtaining of real conditions for blood flow analysis, which need to be performed by medical procedures with little access. Results: We found similar blood flow results presented in the literature, where speeds and pressures are analyzed in different locations in the aorta and different times in a cardiac cycle.

2 87

Sistema de visualización, monitoreo y control

de una isla eléctrica (Nodo 611) de un sistema eléctrico basado en el estándar IEEE-13.| y una única plataforma web que albergue las variables enviadas. El diseño se realiza tanto en hardware (módulos para la recolección de datos y su envió, sistema para la conexión y desconexión de cargas no esenciales), como en software (diseño de plataforma web para el manejo y visualización de la información). Como limitantes encontradas se tiene: factor económico (precio de adquisición de sensores), tiempo (durante el envío de estos), así como dependencia a la red de la Universidad para enviar las variables y los tiempos de envíos cercanos a 90 segundos. En este proyecto, se consiguió instrumentar el Nodo 611, como un sistema de adquisición de datos de la micro-red de la Universidad del norte y de las variables del mencionado nodo.

Igualmente, se realizó un desarrollo de una plataforma web para poder observar estas medidas sin necesidad de estar físicamente en la ubicación de la red. Finalmente, se implementó un sistema de control con el fin de maximizar el rendimiento de las baterías en casos críticos del sistema.

Fernández Lobo, Allison Esther Santiago Ramírez, Miguel Andrés

Representación gráfica del proyecto Nodo 611 – Microred (Estándar IEEE 13). Ubicación: Sótano Bloque C - LC5.

Plataforma web del Nodo 611. URL: http://104.236.0.105/

1 88

Pardo Gonzalez, Mauricio

tutor

Autores

Para poder conocer las variables en distintos puntos del Nodo 611 es necesario instrumentarlo; conectar dispositivos de adquisición y obtener medidas de cada una de sus ubicaciones de manera simultánea. Además, estos datos deben ser enviados a una plataforma web para facilitar su visualización remota. Finalmente, se debe instalar un sistema de control para inhabilitar las cargas no esenciales del sistema en casos críticos de este. El objetivo de esto es poder facilitar estudios de rendimiento y eficiencia de distintos elementos implementados en el nodo. El enfoque para resolver este problema se plantea realizar un prototipo de sistema de adquisición y control junto con un desarrollo web para monitorear las variables eléctricas del Nodo 611. Se debe contar con un solo dispositivo para adquirir los datos y el envío se realiza a través de la red inalámbrica de la Universidad del Norte, así como un dispositivo para realizar el control

Visualization, monitoring and control system FernĂĄndez Lobo, Allison Esther Santiago RamĂ­rez, Miguel AndrĂŠs

Pardo Gonzalez, Mauricio

aDVISOR

PROJECT TEAM

of an electric island (Node 611) of an electrical system based on the IEEE-13 standard.

In order to know the variables in different points of Node 611 and execute some control action, it is necessary to implement it; connect acquisition devices and obtain measurements of each of their locations simultaneously. In addition, this data must be sent to a web platform to facilitate its remote viewing. Finally, a control system must be installed to disable nonessential system loads in critical cases. The objective of this is to be able to facilitate performance and efficiency studies of different elements implemented in the node.

The approach to solve this problem is to perform a prototype acquisition and control system together with a web development to monitor the electrical variables of Node 611. There must be a single device to acquire the data and the shipment is made through the wireless network of the Universidad del Norte, as well as a device to perform the control and a single web platform that hosts the variables sent.

The design is done both fields: in hardware (modules for data collection and sending, system for connection and disconnection of

non-essential loads), and in software (web platform design for the management and visualization of information). As constraints found, we have: economic factor (acquisition price of sensors), time (during the sending of these), as well as dependence on the university network to send the variables and the times of shipments close to 90 seconds. In this project, it was possible to implement the Node 611, as a data acquisition system of the micro-network of the Universidad del Norte and the variables of said node. Likewise, a development of a web platform was carried out to observe these measures without having to be physically in the location of the network. Finally, a control system was implemented in order to maximize the performance of the batteries in critical cases of the system.

Graphic representation of the project Node 611 - Microred (IEEE 13 Standard). Location: Block C - LC5.

Nodo 611 web platform. URL: http://104.236.0.105/

2 89

Sistema de Seguimiento Solar para la Generación de Energía a través de Dispositivos Termoeléctricos

de plataforma móvil de dos ejes. Esta permite seguir los rayos del sol durante el día y rotar la plataforma localizando el lugar de nacimiento del sol. Esto incide en la cantidad de energía generada. Es destacable el uso de generadores termoeléctricos de bajo costo de manera independiente al panel solar, que aprovechan la desventaja del calentamiento producido por la radiación, creando otra fuente de generación energética alternativa. Del mismo modo, se implementan sensores de radiación, temperatura, voltaje y corriente con un sistema de adquisición de datos que permite obtener información del comportamiento y las condiciones climáticas durante el proceso de generación energética hasta por un día, además se implementa un módulo GPS, que permite una mayor precisión en la ejecución del algoritmo de seguimiento solar. Todos los datos obtenidos se usan para determinar la eficiencia del proceso de generación energética y comparar rendimientos del uso de la plataforma con respecto a los montajes estáticos tradicionales.

1 90

Bonilla Silgado, Isaías Alberto Pinto Hernandez, Victor Hugo

Pardo, Mauricio

tutor

Autores

En la actualidad, el campo de las fuentes renovables de energía ha cobrado importancia para el desarrollo sostenible. La energía solar es una alternativa para la generación de energía que no perjudica al medio ambiente. No obstante, la eficiencia de los paneles solares se ve afectada negativamente por varios factores como la irradiación y temperatura. Uno de los principales factores que afecta la eficiencia de los paneles solares es el grado de insolación, los sistemas de generación solar convencionales son estáticos y logran generar su potencia nominal durante 3 o 5 horas al día. Adicionalmente, los paneles solares al estar expuestos una gran cantidad de tiempo a la incidencia directa de los rayos solares aumentan su temperatura, ocasionando que la eficiencia del mismo baje a medida que aumenta la temperatura. Para solucionar estos problemas se desarrolla un prototipo

Solar Tracking System for the Generation Bonilla Silgado, IsaĂ­as Alberto Pinto Hernandez, Victor Hugo

Pardo, Mauricio

aDVISOR

PROJECT TEAM

of Energy through Thermoelectric Devices

Currently, the field of renewable energy sources has become important for sustainable development. Solar energy is an alternative for the generation of energy that does not harm the environment. However, the efficiency of solar panels is negatively affected by several factors such as irradiation and temperature. One of the main factors that affect the efficiency of solar panels is the amount of insolation, conventional solar generation systems are static and manage to generate their nominal power for 3 or 5 hours a day. Additionally, when solar panels, are exposed to a large amount of time to the direct incidence of solar rays, increase its temperature, causing its efficiency to drop as the temperature increases. To solve these issues a two axes mobile platform prototype is developed, one axis allow the prototype to track the sun light during the day, the other one allow it to rotate through the horizontal plane to locate the sunrise’s direction, so it can get the maximum possible radiation. This makes a high influence on the amount of generated power through the generation devices. It is remarkable the usage of low cost thermoelectric generators (TEG),

they are used independently, they approach the heating disadvantage produced due to radiation and create another alternative source of energy. In the same way, radiation, temperature, voltage and current sensors are installed with a data acquisition system that allows the user to get information about behavior and weather conditions during the energy generation process in a time frame of 24 hours. A GPS SIM 808 module is installed too, with the purpose to determine the location of the platform, date and time. This data helps to improve the accuracy of the solar tracking algorithm. All sensors information are used to calculate energy generation process efficiency and compare the mobile platform performance with static systems and the TEG Vs. solar Panels.

2 91

Sistema de Transmisión Inalámbrica de Energía Mediante Resonancia Eléctrica

permite conectarse a la red eléctrica, un par de bobinas (transmisora y receptora) y el circuito rectificador que alimenta la carga. El circuito de acondicionamiento está compuesto por un inversor Clase E que requiere una señal PWM de 1MHz como señal de control, dada por un circuito integrado LT555. Las bobinas se diseñaron con alambre y de forma planar para garantizar una mayor eficiencia y así poder transmitir a mayores distancias en comparación a otros tipos de bobinas. En este proyecto se ha logrado transmitir exitosamente a distancias equivalentes a 4 veces el radio de la bobina y alimentar dispositivos como un led, un Arduino y un celular a una distancia del radio de la bobina. Además, contiene como anexo una guía metodológica que permite recrear el sistema de transmisión, incluyendo la comparación de las distintas tecnologías involucradas en cada etapa del sistema.

1 92

Correa Marrugo, Donayd Josué Montes Caraballo, Yennifer Yaneth

Pardo González, Mauricio

tutor

Autores

Actualmente los dispositivos electrónicos están presentes en diferentes actividades cotidianas de los seres humanos. Esto genera un uso excesivo de baterías y cables que a mediano plazo se convierten en contaminantes para el medio ambiente. Por medio de la transmisión inalámbrica de energía se busca sustituir el sistema de alimentación actualmente utilizado en los dispositivos electrónicos. Debido a esta necesidad, se propone el desarrollo de un circuito que mediante resonancia eléctrica permita realizar una transmisión inalámbrica de energía. Este sistema de única entrada-única salida (SISO) fue diseñado para operar a frecuencia media (300kHz-3MHz). El prototipo consta de un circuito de acondicionamiento para la bobina transmisora que

Wireless Power Transmission System Correa Marrugo, Donayd JosuĂŠ Montes Caraballo, Yennifer Yaneth

aDVISOR

PROJECT TEAM

Through Electrical Resonance

Pardo GonzĂĄlez, Mauricio

Currently, electronic devices are present in different daily activities of human beings. This generates an excessive use of batteries and cables that in the medium term becomes pollutants for the environment. By means of the wireless transmission of energy it is sought to replace the current system in electronic devices. Due to this need, the development of a circuit that by means of electrical resonance allows a wireless transmission of energy is offered. This single-entry-only output (SISO) system was designed to operate at medium frequency (300kHz-3MHz). The prototype consists of a conditioning circuit for the transmitter coil that allows to connect to the electrical network, a pair of coils and the rectifier circuit that feeds the load.

The conditioning circuit is composed of a Class E inverter that requires a 1MHz PWM signal as control signal, given by an LT555 integra-

ted circuit. The coils were designed with wire and flat to ensure greater efficiency and thus be able to transmit greater distances compared to other types of coils. In this project, he has achieved a successful remote time equivalent to 4 times the radius of the coil and power devices such as an LED, an Arduino and a cell phone at a distance from the radius of the coil. In addition, it contains as an annex a methodological guide that allows recreating the transmission system, including the comparison of the different technologies involved in each stage of the system.

2 93

Sistema de Monitoreo de Actividades

y Pulso Cardíaco en una Plataforma Móvil.

(BLE) con el fin de disminuir el consumo de energía. A su vez, se realizó una medición de consumo de potencia de ambos wearable para obtener una aproximación promedio de la duración de las baterías de celda (CR2032). Para entrenar el clasificador se creó un set de datos utilizando 7 sujetos de prueba para que realicen las actividades preestablecidas. Se probaron 3 clasificadores; Random Forest, k vecinos cercanos (K-NN) y Naive baiyes, y se escogió K-NN debido a su mayor rendimiento (98.5%). El sistema es capaz de clasificar las actividades y mostrar el pulso cardíaco, además, se puede visualizar los históricos de las actividades realizadas en el pasado y su pulso cardíaco promedio por sesión.

1 94

Peñaranda Lewis, Juan Carlos Russo Munarriz, Vitto

Pardo González, Mauricio

tutor

Autores

Con el avance de la tecnología, el reconocimiento de actividades humanas (HAR) ha ido evolucionando y aumentando su área de desempeño en especial en el área de la salud y del deporte. Se diseñó un sistema para monitorear en el celular 10 actividades prestablecidas y a su vez, medir el pulso cardíaco. Para esto, se diseñaron dos wearables; uno con un acelerómetro de tres ejes, y otro con un sensor de pulso cardíaco, ubicados a un lado de la cintura y en la muñeca respectivamente. La comunicación entre los wearables y el celular se hace mediante el protocolo de comunicación Bluetooth Low Energy

Human activity recognition and heart rate Peñaranda Lewis, Juan Carlos Russo Munarriz, Vitto

Pardo González, Mauricio

aDVISOR

PROJECT TEAM

monitoring mobile platform

lWith the advancements of technology, the human activity recognition (HAR) have been evolving and widening its area of applications, especially in health and sports. A mobile monitoring system was designed. This system recognizes 10 pre-established activities as well as monitoring the subjects heart rate. Two wearable components were assembled, one with a 3-axis accelerometer and another with a heart rate sensor, located on the side of the hip and wrist, respectively. The communication between cellphone and wearable component used is the Bluetooth Low Energy (BLE) protocol with the objective of having a low power consumption. Meanwhile, both wearables were subjected to power consumption measurements with the objective of calculating an

approximate duration of coin cell batteries used (CR2032). To train the classifier, a data set was record that consisted of 7 test subjects that performed the pre-established activities. Three different classifier algorithms are tested, Random Forest, K-Nearest Neighbor and Naive Bayes. The K-Nearest Neighbor was chosen due to its accuracy of 98.5%.

The system is capable of classifying the activities and showing the heart rate, it’s also possible to visualize the subjects historical activities performed in the past in relation with the heart rate.

2 95

iWaiter: Sistema robótico de reconocimiento y navegación teledirigida

base robótica iRobot Create, controlada por una Raspberry Pi 3. Esta toma las medidas de un sensor LIDAR de bajo costo, de una unidad de medición inercial (IMU), y de una cámara convencional; enviandolas a una computadora portátil en su red. Esta computadora ejecuta Google Cartographer, un algoritmo de localización y mapeo simultáneo (SLAM) que produce un mapa del entorno del robot. A manera de interfaz de usuario, se diseñó una aplicación web para que un operador pueda teledirigir el robot a la vez que observa el mapa generado y la imagen captada por su cámara en tiempo real. De este modo, el control del robot está disponible en cualquier navegador sin necesidad de instalar paquetes adicionales. En las pruebas, iWaiter respondió correctamente al mando remoto y reportó el mapa y las imágenes captadas para diferentes trayectorias. El mapa se produjo con una resolución de 5cm, presentando una ligera deriva de las paredes de la habitación de pruebas. Se presentaron mejores resultados con trayectorias completamente rectas.

1 96

Percybrooks Bolívar, Winston González Mendoza, Juan Sebastián Pedrozo Córdoba, Christina

tutor

Autores

Al momento de integrar robots móviles en ambientes humanos, un desafío es conseguir que puedan ubicarse al interior de espacios cerrados. Al interior de estos escenarios, la navegación mediante GPS se hace inviable, por lo que se requiere que el robot incluya un conjunto de sensores que le posibiliten reconocer su entorno y determinar su propia localización. Estos datos permiten además, automatizar su navegación. En este proyecto, se propone el desarrollo de un prototipo de sistema robótico que permite escanear el entorno y tomar imágenes de este, para que un operador pueda teledirigirlo mediante una aplicación web. En esta el operador podrá ver la información de los sensores en tiempo real. El sistema iWaiter fue diseñado usando el framework de robótica ROS, ampliamente utilizado por su colección de librerías y drivers que permiten un desarrollo de software organizado. iWaiter emplea la

iWaiter: Robotic system of recognition and remote control navigation

PROJECT TEAM

González Mendoza, Juan Sebastián Pedrozo Córdoba, Christina

aDVISOR

Percybrooks Bolívar, Winston

As mobile robots are making part of human environments, a challenge is to ensure they can locate themselves inside closed spaces.

Within these scenarios, GPS navigation becomes infeasible, which is why the robot requires a set of sensors that allows it to recognize its environment and to determine its own location. These data also permits to automate its navigation. This project aims to develop a prototype of a robotic system that allows to scan the environment and to take images of it, so that an operator can control it remotely through a web application. Through this, the operator will be able to see the information of the sensors in real time. The iWaiter system was designed using the ROS robotics framework, widely used for its collection of libraries and drivers that enables an organized software development. iWaiter uses the iRobot Create robotic base, controlled by a Raspberry Pi 3. It takes the measurements of a low-cost LIDAR sensor, an inertial measurement unit (IMU), and a conventional camera, sending them to a laptop in the same network. This compu-

ter runs Google Cartographer, an algorithm for simultaneous localization and mapping (SLAM) that produces a map of the robot’s environment. As a user interface, a web application is designed so that an operator can control the robot remotely while observing the generated map and the image captured by its camera in real time. In this way, the control of the robot is available in any browser without the need to install additional packages. In the tests, iWaiter responded correctly to the remote control and reported a map and the images captured for different trajectories. The map was produced with a resolution of 5cm, presenting a slight drift from the walls of the test room. Better results were presented with completely straight trajectories.

2 97

Interpretación de melodías en teclado por parte de un robot Nao a partir de partituras

ras. El sistema de interpretación tiene como principal alcance la capacidad de procesar un archivo MIDI, e interpretar su contenido en un teclado físico. Diseño: El sistema se basa en dos sub-sistemas principales: uno para la adquisición y procesamiento de los estímulos audiovisuales, que exporta un archivo MIDI a partir de fotos de partituras tomadas con la cámara del robot; y uno para la interpretación de la melodía, que convierte mensajes MIDI en acciones del robot. Síntesis de Resultados y Conclusiones: Al final del proyecto se consiguió implementar y poner a prueba satisfactoriamente el sistema planteado y diseñado. El robot es capaz de interpretar melodías en un teclado a partir de partituras y de archivos MIDI. También es capaz de exportar archivos MIDI a partir de partituras.

1 98

Acuña Recio, Kevin González Caraballo, Gabriel

Quintero, Christian

tutor

Autores

Problema de ingeniería o necesidad a tratar: El fin inmediato del presente proyecto es mostrar a través de un ejemplo la importancia de proporcionar a los robots funcionalidad y adaptabilidad en el ámbito social y de entretenimiento, de tal forma que mejore la Interacción Humano-Computador. Propuesta central: Se propone diseñar y elaborar un sistema inteligente para la interpretación de melodías en un piano por parte de un robot NAO ante las partituras como estímulos audiovisuales. El sistema de procesamiento de partituras tiene como principal alcance la capacidad de producir un archivo MIDI (exportable) a partir de fotos de las partitu-

Melody interpretation on keyboard by a Acuña Recio, Kevin González Caraballo, Gabriel

Quintero, Christian

aDVISOR

PROJECT TEAM

Nao robot using music scores

Engineering problem: The immediate end of the current project is to show by example the importance of giving the robots the means to adapt on the social and entertainment fields, so that it improves the Human-Computer interaction. Central Proposal: It is proposed to design an intelligent system for the performance of melodies on a piano by a NAO robot using music scores as audiovisual stimuli. The main scope of the music score processing system is to generate an exportable MIDI file from pictures of the music score. The main scope of the performance system is to process a MIDI file, to play its content on a physical keyboard. Design: The system is based on two main sub-systems: one for the acquisition and processing of the visual stimuli, that exports a MIDI

file from pictures of the music score taken by the NAO’s camera; and one that handles the performance of the melody, that processes MIDI messages into robot actions. Results and conclusions: At the end of the project the implementation and testing of the proposed and designed system was achieved. The robot is able to play melodies on a piano keyboard from music scores and MIDI files. It is also able to export MIDI files generated from music score pictures.

2 99

Sistema inteligente para la navegación

de un hexápodo en un entorno con obstáculos giroscopio-acelerómetro, los cuales dan información relevante del entorno para la toma de decisiones. Se realizó un acondicionamiento para el hexápodo utilizado y un protocolo de comunicación inalámbrica con Xbree Pro para la interacción entre la tarjeta de mando del robot y un computador externo con MatLab donde se encuentra una interfaz gráfica y el cálculo de decisión. El sistema fue probado utilizando un diseño de experimentos el cual consistía en 3 entornos diferentes probado utilizando 3 puntos de llegada y partida. La confiabilidad del sistema es del 85%.

1 100

Amador Martínez Aparicio, Augusto Bojato Pacheco, Manuel

Quintero, Christian

tutor

Autores

En el sector de la navegación y la exploración, los sistemas autónomos son cada vez más apetecidos. Tanto en vehículos terrestres como aéreos, las fuerzas militares han empleado un gran esfuerzo para el desarrollo de estas tecnologías. Se diseñó un sistema de navegación para un hexápodo con la capacidad de poder evadir o superar obstáculos en un entorno. El sistema implementa inteligencia artificial por medio de 32 reglas difusas que tienen como entrada 5 sensores ultrasónicos y un

Autonomous Intelligent Navigation System Amador MartĂ­nez Aparicio, Augusto Bojato Pacheco, Manuel

Quintero, Christian

aDVISOR

PROJECT TEAM

for a Hexapod in an Environment with Obstacles

In the field of navigation and exploration, autonomous systems are very appealing. In both land and air vehicles, military forces have put a great effort developing these technologies. A navigation system was designed for a hexapod with the ability to evade or overcome obstacles in an environment. The system implements artificial intelligence by means of 32 diffuse rules, having as input 5 ultrasonic sensors and a gyroscope-accelerometer, which gather important information about the environment for decision making. Electronics were installed in the hexapod and a wireless communication protocol was created. This by

using a Xbree Pro for the interaction between the control card and an external computer with MatLab where a graphical interface is shown and decision calculation is made. The reliability of the system was tested in 4 different scenarios with 3 configurations each varying the distance from the start to the end point. The sistem has a reliability of 85% with a 90% trust.

2 101

Procesamiento y Reconstrucción Tridimensional de estructuras cardíacas a partir de imágenes TAC

alguna manera. Se tendrán en cuenta unas técnicas especiales de procesamiento, filtrado y diseño para hacer el sistema mucho más eficaz. Estas técnicas consisten en aplicar erosión y apertura a las imágenes en 2D para eliminar todo el ruido y material estructurante d ella imagen que no permiten una renderizacion adecuada, luego de esto se pasa un filtro de la mediana a todas estas para terminarlas de limpiar, finalmente se le aplica un juego de umbrales que permiten segmentar el área de los pulmones que no es de interés y dejar así la zona cardiaca que es lo que se quiere reconstruir. Y así finalmente poder ver el corazón y su estructura en tercera dimensión.

1 102

Mercado Anguila, Liliana Margarita

Tello Portillo, Juan Pablo

tutor

Autores

El objetivo de este proyecto es diseñar un sistema de reconstrucción y procesamiento del corazón y la aorta partiendo de imágenes TAC, teniendo en cuenta que las imágenes suministradas por el tomógrafo son limitadas y que la imagen reconstruida no puede extraerse solo mostrarse. La idea es crear una herramienta que ayude de manera diagnóstica al especialista desde su consultorio médico, se probará con otras herramientas de libre distribución para confirmar la efectividad del diseño y esté será visualizado de manera efectiva por medio de una interfaz gráfica que no podrá ser modificada de

Processing and Three-dimensional Reconstruction Tello Portillo, Juan Pablo Mercado Anguila, Liliana Margarita

aDVISOR

PROJECT TEAM

of cardiac structures from CT images

The objective of this project is to design a reconstruction and processing system of the heart and aorta starting from CT images, taking into account that the images supplied by the tomograph are limited and that the reconstructed image can not be extracted only by being displayed.

The idea is to create a tool that will help the specialist in a diagnostic way from your doctor's office, will be tested with other free distribution tools to confirm the effectiveness of the design and will be visualized effectively through a graphical interface that can not be modified somehow.

Special processing, filtering and design techniques will be taken into account to make the system much more efficient. These techniques

consist in applying erosion and opening to the images in 2D to eliminate all the noise and structuring material of the image that does not allow an adequate rendering, after this a filter of the median is passed to all these to finish cleaning them, finally a set of thresholds is applied to allow the area of the lungs to be segmented that is not of interest and thus leave the cardiac area that is what is to be reconstructed. And so finally be able to see the heart and its structure in third dimension.

2 103

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering

ÍNDICE INDEX

111 |

Simulador de valoración del riesgo a partir de matriz global de

vehículos tercerizados de OPL

112 |

Risk assessment simulator based on the global matrix of

outsourced OPL vehicles

113 |

Diseño y análisis de un modelo estadístico de

pronóstico por referencia de producto para mejorar la capacidad de respuesta y el desempeño de la empresa Productos Cárnicos y alimenticios Don Vitto S.A.S

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering ÍNDICE INDEX

114 | Design and analysis of a forecast statistical model by product reference in order to improve

the response capacity and performance of Don Vitto S.A.S

115 |

Diseño de plan óptimo de producción, a partir de pronósticos de demanda y gestión de

116 |

Design of optimum production plan, starting from demand prognostics and inventory

inventarios, para una fábrica de calzado

management, for a shoe factory

117 | Diseño de herramienta computacional basada en machine learning para la detección de

desviaciones de consumo

118 |

Computational tool design based on machine learning for energy consumption outlier

detection

119 | Mejoramiento de la productividad con la aplicación de distribución en planta y planeación y

programación de la producción para el Frigorífico Octocaar.

120 | Improvement of productivity with the application of distribution in plant and planning and production scheduling for Frigorifico Octocaar

121 | Plan de mejora de almacenamiento 122 | Storage improvement plan 123 | Estudio de Métodos y tiempos de la línea de producción de Módulos de cerramiento en la

empresa Diseños Tubulares JL

124 | Study of Methods and times of the line of production of Modules of closing in the company

Diseños Tubulares JL

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering ÍNDICE INDEX

125 | Diseño de un sistema de ruteo logístico para la distribución de la mercancía de la empresa Blu Logistics

126 |

Design of a logistic routing system for the merchandise distribution of the company Blu

Logistics

127 |

Simulación y análisis del modelo colaborativo de reaprovisionamiento conjunto

probabilístico con determinación de agente coordinador

128 | Revisiting the stochastic collaborative joint replenishment problem using DES and DOE and

the coordinator role designation

129 | Reducción del tiempo de traslado de urgencias a hospitalización en Hospital Universidad del

Norte

130 | Emergency room to hospitalization time of transfer reduction in Hospital Universidad del

Norte

131 | Diseño de un sistema de almacenamiento de inventario aplicando una distribución en planta para la empresa de fabricación de muebles Indurosmil S.A.S

132 |

Design of an inventory storage system applying a layout for the furniture manufacturer

Indurosmil S.A.S.

133 | Diseño de un sistema de calidad basado en cartas de control multivariadas para el monitoreo

del proceso de potabilización del agua en la etapa de control de calidad de la empresa Triple A S.A E.S.P

134 |

Design of a quality system based on multivariate control charts for the monitoring of the

water potabilization process in the quality control stage of Triple A S.A E.S.P

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering ÍNDICE INDEX

135 | Diseño de un sistema de calidad basado en cartas de control y políticas de parada para la

empresa Corpacero S.A.S.

136 | Design of a quality system based on control charts and statistical process control rules for the

company Corpacero S.A.S.

137 | Simulación del proceso de documentación del SIG y del sistema de pago en Transelca S.A. E.S.P.

138 | Simulation of the process of SIG documentation and payment system in Transelca S.A. E.S.P. 139 | Programación de órdenes de llenado en una empresa del sector de hidrocarburos en base al change over

140 | Filling orders scheduling based on change over in a hydrocarbon sector company 141 | Solución al problema de ruteo de vehículos con flota heterogénea (HFVRP) a partir de un

algoritmo genético para operación de distribución en la empresa Blu Logistics S.A.S.

142 |

Solution to the problem of route of vehicles with heterogenea fleet (HFVRP) a part of a

genetic algorithm for the operation of distribution in the company Blu Logistics S.A.S.

143 | Diseño de un estudio para evaluar la calidad de la prestación del servicio en el área de

urgencias del Hospital Universitario Metropolitano de Barranquilla basado en la metodología SERVQUAL.

144 |

Design of a study to assess the quality of the provision of the service in the emergency

department of the Hospital Universitario Metropolitano de Barranquilla, based on SERVQUAL methodology.

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering

145 |

ÍNDICE INDEX Programación de la Producción de un Sistema Flow Shop Híbrido en Litografía de

Barranquilla

146 | Scheduling of a Hybrid Flow Shop System in a Litography of Barranquilla 147 | Tratamientos estadísticos para datos faltantes: Caso aplicado a un estudio de métodos y tiempos en la empresa Madeflex S.A

148 | Statistical treatments for missing data: Case applied to a study of methods and times in

Madeflex S,A company

149 | Diseño de un sistema de monitoreo para el agua de alimentación de una caldera en centrales termoeléctricas haciendo uso de cartas de control

150 | Design of a monitoring system for boiler feed water in thermal power plants using control charts

151 | Optimización multimodal con la implementación de la herramienta Port Community System

(PCS)

152 | Multimodal optimization with the implementation of the Port Community System (PCS) 153 | Modelo de simulación continua para la recuperación de llantas en el sector minero 154 | Continuous simulation model for tires recovery in the mining sector 155 | Diseño de estrategias para la mitigación y prevención de accidentes de tránsito desde la perspectiva de factores humanos

156 |

Designing strategies for the mitigation and prevention of traffic accidents from the

perspective of human factors

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering ÍNDICE INDEX

157 |

Análisis y diagnóstico de la calidad percibida por parte de los usuarios del servicio de

158 |

Analysis and diagnosis of the quality perceived by the users of the traditional public

transporte público tradicional en el norte de la ciudad de Barranquilla

transport service in the north of the city of Barranquilla

159 | Diseño de un sistema de control de calidad para las partículas sólidas en el ACPM B10 mediante la metodología DMAIC y técnicas estadísticas de Lean Seis Sigma

160 | Design of a quality control system for solid particles in the ACPM B10 using the DMAIC

methodology and statistical techniques of Lean Six Sigma

161 | Diseño de un modelo matemático para predecir la intención de matrícula en estudiantes de

primer ingreso de la Universidad del norte

162 | Design of a mathematical model to predict the intent of enrollment in first-income students of the Universidad Del Norte

163 | Diseño de un instrumento para determinar las características más influyentes en la decisión

de compra de los empaques de yogurt griego artesanal en Barranquilla.

164 |

Design an instrument to determine the most influential characteristics in the purchase

decision based on the package of artisanal Greek yogurt in Barranquilla.

165 | Diseño de un nuevo producto para la empresa Molinos y Piladoras Peter basado en el despliegue de la función de calidad (QFD), considerando el estudio de viabilidad del desarrollo del proyecto.

166 | Design of a new product based on the quality function deployment, considering the viability

of the project development

INGENIERÍA INDUSTRIAL Industrial Engineering ÍNDICE INDEX

167 | Programación de los trabajos tipo talonarios en Erimay Impresores S.A.S 168 | Scheduling checkbook orders in Erimay Impresores S.A.S. 169 | Diagnóstico operacional y ambiental de las sociedades portuarias de la región

caribe colombiana para la implementación de un port community system.

170 | Operational and environmental diagnosis of the port societies in the colombian Caribbean for the implementation of a port community system

171 | Rediseño de distribución en planta de la empresa Spazio Design 172 | Redesign of the layout of the production plant of SPAZIO DESIGN 173 |

Diseño de una herramienta computacional para la asignación de paquetes a

vehículos en operación troncal

174 | Design of a computational tool to assign packages in different types of vehicle

Simulador de valoración del riesgo A PARTIR

de matriz global de vehículos tercerizados de OPL

1111

Autores

OPL” es una herramienta que arroja un resultado cuantitativo. que tiene en cuenta varios criterios de riesgo que son relevantes en el recaudo oportuno del dinero prestado por la organización; creando así un resultado netamente estadístico y consistente con el historial global de los vehículos y su relación con la empresa. El simulador es alimentado por una matriz creada exclusivamente para el proyecto, a partir de bases de datos actualizadas de la empresa, con un tiempo de vigencia de dos años con el fin de no sesgar el estudio con información no contextualizada.

Esta propuesta tiene como propósito final, reducir el riesgo de no cumplimiento del recaudo del dinero en las fechas pactadas previamente y no afectar así la sostenibilidad del área de mantenimiento. La matriz de riesgos que alimenta el simulador puede ser base posteriormente para la creación o adaptación de otras matrices que alimenten simuladores para otros estudios de gestión del riesgo en distintas áreas de la organización.

Radi Chemás, Samir Nieto Jiménez, Jose

Yie Pinedo, Rubén

tutor

En el área de mantenimiento de la Organización OPL Carga, la decisión de otorgar un crédito financiero a los dueños de los vehículos que conforman la flota tercerizada de OPL (con el fin de ejecutar cualquier servicio de manutención dentro de la planta de la misma organización) se ha caracterizado por ser un proceso subjetivo y en muchas ocasiones sin fundamentos estadísticos reales que respalden las decisiones escogidas. Debido a dicha subjetividad sobre la concesión de estos créditos, en muchas ocasiones el recaudo del dinero (el cual es recuperado por cruces de cuentas correspondientes a servicios que estos vehículos prestan a OPL) sobrepasa las fechas límites de los plazos pactados en los créditos entre la organización y el propietario beneficiado del servicio de mantenimiento, afectando así las finanzas de la empresa. El “Simulador de valoración del riesgo a partir de matriz global de vehículos tercerizados de

Risk assessment simulator based on the

Radi ChemĂĄs, Samir Nieto JimĂŠnez, Jose

Yie Pinedo, RubĂŠn

aDVISOR

PROJECT TEAM

global matrix of outsourced OPL vehicles

In the maintenance area of the Organization: OPL Carga, the decision to grant a financial credit to the owners of the vehicles that make up the outsourced fleet of OPL (in order to execute any maintenance service within the plant of the same organization) It has been characterized as a subjective process and in many cases without real statistical foundations that support the chosen decisions. Due to this subjectivity on the granting of these credits, many times collecting the money (which is recovered by accounts crossed corresponding to services that these vehicles lend to OPL) exceeds the deadlines of the terms agreed in the credits between the organization and the owner of the maintenance service, thus affecting the company's finances. The "Simulator of risk assessment based on the global matrix of outsourced vehicles of OPL" is a tool that yields a quantitative result. that takes into account several risk criteria that are relevant in the

timely collection of money lent by the organization; thus creating a purely statistical result consistent with the global history of the vehicles and their relationship with the company. The simulator is powered by a matrix created exclusively for the project, based on updated databases of the company, with a validity period of two years in order not to bias the study with non-contextualized information. The purpose of this project is to reduce the risk of non-compliance with the recollection of money on the dates previously agreed upon and thus not affect the sustainability of the maintenance area. The risk matrix that feeds the simulator can be used later to create or adapt other matrices that feed simulators for other risk management studies in different areas of the organization.

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Diseño y análisis de un modelo estadístico

de pronóstico por referencia de producto para mejorar la capacidad de respuesta y el desempeño de la empresa Productos Cárnicos y alimenticios Don Vitto S.A.S

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Autores

tiempo utilizando las metodologías Box Jenkins y Holt Winters, en donde cada observación por referencia de producto correspondía a la proporción diaria de canastillas y en el caso de la serie de demanda total, el número de canastillas solicitadas por el mercado. Posterior a esto, se estimó el número promedio de canastillas totales y la proporción de canastillas por producto para los primeros 15 días del año 2018, con el fin de conocer la demanda de cada referencia y el número de canastillas faltantes. Debido al extenso número de combinaciones posibles en las que se puede producir las cinco referencias de productos solo se evaluó un escenario utilizando las mismas proporciones de demanda como proporciones de producción y de faltantes para el cálculo de costos promedios. Se concluyó que implementar los modelos de pronóstico propuestos trae consigo mejoras significativas tanto en el cumplimiento de la demanda como en la reducción de costos por faltantes dado que la metodología usada actualmente en la empresa es netamente empírica..

Blanco Quintana, Andres Cabarcas Romero, María A. Fren Torres, Catherine

Yie Pinedo, Rubén Darío

tutor

Los altos costos de operación y el incumplimiento de las necesidades del mercado son problemáticas que repercuten negativamente a DON VITTO S.A.S, los cuales son atribuidos a una estimación no representativa de la demanda, es por ello que el presente proyecto tiene como propósito resaltar las bondades de la aplicación de los pronósticos en las áreas de planeación de las industrias, como un intento por comprender el comportamiento del mercado, reducir la incertidumbre y respaldar la toma de decisiones en las compañías. El proyecto está fundamentado en el diseño de un modelo de pronóstico que permitió predecir el comportamiento de la demanda por referencia de producto de la empresa con la finalidad de proporcionar una herramienta que facilite planificar la producción e incrementar la capacidad de respuesta ante las fluctuaciones aleatorias de la demanda.

Para cumplir con lo anterior, se ajustó un modelo estadístico para cada serie de

Design and analysis of a forecast statistical Blanco Quintana, Andres Cabarcas Romero, MarĂ­a A. Fren Torres, Catherine

Yie Pinedo, RubĂŠn DarĂ­o

aDVISOR

PROJECT TEAM

model by product reference in order to improve the response capacity and performance of Don Vitto S.A.S

The high operating costs and the non-fulfillment of the market needs negatively impact DON VITTO SAS. These problems are attributed to an estimation that is not representative of the demand, which is why this project aims to highlight the benefits of the application of forecasts in industries planning areas as an attempt to understand market behavior, reduce uncertainty and support decision making in companies. The project is based on the design of a forecast model that allows predicting the behavior of the company's demand by product reference in order to provide a tool that facilitates production planning and the increase of capacity so the organization is able to respond to random fluctuations of the demand. To comply with the above, a statistical model was adjusted for each time series using the Box Jenkins and Holt Winters methodologies, where each observation in the total demand series corresponded to the number of baskets requested by the market and in the case of each time series by product reference, the daily ratio of demanded baskets.

After this, the average number of total baskets and the proportion of baskets per product were estimated for the first 15 days of 2018 in order to know the demand for each reference and the unsatisfied demand as well. Due to the large number of possible combinations in which the five product references can be produced, only one scenario was evaluated using the same proportions of demand as the production and shortages proportions, in order to calculate average costs. It was concluded that implementing the proposed forecast models brings significant improvements in both the fulfillment of demand and the reduction of costs due to shortages given that the methodology currently used in the company is clearly empirical.

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Diseño de plan óptimo de producción, a partir de pronósticos de demanda y gestión de inventarios, para una fábrica de calzado

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Autores

existente entre la demanda mensual y la proporción de esta atribuida a ventas perdidas. Haciendo uso de los métodos Holt-Winters y Factor Estacional se pronostica la demanda del año 2018 y, teniendo en cuenta el modelo EOQ, se determina la cantidad óptima de producto a despachar a cada almacén y su regularidad de envío. Adicionalmente, se establece la distribución de probabilidad para los tiempos de cada etapa de los procesos y, con la información obtenida, se crea un modelo de simulación, el cual permite establecer el número de empleados a contratar mensualmente. A partir de los resultados obtenidos, se diseña un plan estratégico de producción, el cual logra satisfacer las necesidades de la demanda y dar una mejor utilización a los recursos, permitiendo así solucionar las limitaciones de capacidad con las que contaba la empresa.

Martínez Pichón, Milena Peña Camacho, Leonardo Sánchez Duarte, María José Silva Parejo, María Angélica

Yie Pinedo, Rubén

tutor

.Este proyecto busca integrar los conceptos de pronósticos de demanda, control de inventario y planeación de la producción en la empresa de calzado MAFESS, la cual cuenta con una fábrica y 5 almacenes.

Actualmente, la empresa desconoce la demanda futura de sus productos, lo cual repercute en que las decisiones de reabastecimiento tomadas por cada almacén se realicen a manera de tanteo, situación que se repite al momento de establecer las ordenes de producción en la fábrica y decidir la cantidad de operarios a contratar. Por tal razón, se diseña un plan estratégico de producción que satisface las necesidades de la demanda, y utiliza adecuadamente los recursos, con el fin de solucionar las limitaciones de capacidad de la empresa. Para esto, se usa un formato que permite identificar los faltantes mensuales y determinar la relación

Design of optimum production plan, starting Martínez Pichón, Milena Peña Camacho, Leonardo Sánchez Duarte, María José Silva Parejo, María Angélica

Yie Pinedo, Rubén

aDVISOR

PROJECT TEAM

from demand prognostics and inventory management, for a shoe factory

This project seeks to integrate the concepts of demand forecasting, inventory control and production planning in the footwear company MAFESS, which has a factory and 5 warehouses. Currently, the company is not aware of the future demand for its products, which means that the replenishment decisions made by each warehouse are made by trial and error, a situation that is repeated at the time of establishing the production orders in the factory and deciding the number of workers to hire. For this reason, a strategic production plan is designed that meets the needs of the demand, and appropriately uses the resources, in order to solve the capacity limitations of the company. For this, a format is used to identify the monthly shortages and determine the relationship between the monthly demand and the proportion attributed to lost sales. Using the Holt-Winters and Seasonal Factor methods, the demand for the year 2018 is forecast and, taking into account the EOQ model, the optimum quantity of product to be dispatched to each warehouse and its regularity of

shipment is determined. Additionally, the probability distribution for the times of each stage of the processes is established and, with the information obtained, a simulation model is created, which allows establishing the number of employees to be hired monthly. Based on the results obtained, a strategic production plan is designed, which manages to satisfy the needs of the demand and give a better use to the resources, thus allowing to solve the capacity limitations which the company had.

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Diseño de herramienta computacional basada en

machine learning para la detección de desviaciones de consumo

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Autores

mienta propuesta en este proyecto. De manera consecuente, se determina someter a crítica el resultado de cuatro técnicas de machine learning: One Class Support Vector Machines, Isolation Forest, Robust Covariance y Local Outlier Factor; para determinar el mejor modelo a partir de la construcción de la realidad en conjunto con los analistas. A través de la crítica y análisis de resultados de la validación de los métodos se logra medir el rendimiento de cada uno de los modelos, y se determina finalmente que la mejor técnica para detectar desviaciones de consumo dentro del contexto comercial de la compañía es Robust Covariance. La técnica obtuvo la mayor valoración F1-score para modelos de machine learning, evidenciando un equilibrio fundamental entre la ocurrencia de eventos falsos positivos, falsos negativos y verdaderos positivos; así como una reducción del 93% del número de puntos de medida revisados manualmente en comparación con la herramienta VBA.

Ahumada Sierra, Loui

Yie Pinedo, Rubén

tutor

Detectar de forma temprana desviaciones en los patrones de consumo es una de las actividades críticas del negocio eléctrico y en general de cualquier empresa prestadora de un servicio público. El siguiente proyecto tiene por objetivo desarrollar una herramienta computacional web a través de la cual se validen las curvas históricas de consumo de energía eléctrica de clientes no regulados del caribe colombiano a través de métodos especializados de machine learning. Se realizó inicialmente una evaluación completa del proceso de análisis energético a través de métodos y herramientas dentro del espectro del estudio del trabajo. Del levantamiento de la información se logran poner de presente las principales falencias del proceso y se evidencia la falta de información para realizar una evaluación comparativa entre la herramienta VBA actualmente utilizada por la compañía para analizar la energía, y la nueva herra-

Computational tool design based on machine

Ahumada Sierra, Loui

Yie Pinedo, RubĂŠn

aDVISOR

PROJECT TEAM

learning for energy consumption outlier detection

Detecting early deviations in consumption patterns is one of the critical activities of the electricity business and critical as well of any company providing a public service. The following project aims to develop a web computing tool through which the historical curves of electric power consumption of unregulated customers of the Colombian Caribbean are validated through specialized methods of machine learning. Initially, a complete evaluation of the energy analysis process was carried out through methods and tools within the spectrum of work study. From the survey of information, the main flaws of the process can be seen and the lack of information for a comparative evaluation between the VBA tool (currently used by the company to analyze energy) and the new tool proposed in this project is evident. Consistently, it is determined to submit to criticism the result of four machine learning techniques: One Class Support Vector

Machines, Isolation Forest, Robust Covariance and Local Outlier Factor; to determine the best model from the construction of reality in conjunction with analysts. Through the criticism and analysis of the results of the validation of the methods, it is possible to measure the performance of each of the models, and finally it is determined that the best technique to detect consumption deviations within the commercial context of the company is Robust Covariance. The technique obtained the highest F1-score valuation for machine learning models, evidencing a fundamental balance between the occurrence of false positive, false negative and true positive events; as well as a 93% reduction in the number of manually reviewed customers compared to the VBA tool.

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Mejoramiento de la productividad con la aplicación

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Agámez Rosado, Jansel Contreras Diaz, Andrea Contreras Diaz, Clara Sofia Schifino Galvis, Sergio Andres

Yie Pinedo, Rubén

tutor

Frigorífico Octocaar se encarga de la producción y distribución de carnes frías.

La empresa ha logrado establecerse en el mercado, lo cual se refleja en el incremento de la demanda de sus productos. La compañía ha tenido que extender la jornada laboral para cubrir gran parte de la demanda y cumplir con los plazos de entrega, pero aun así no se cumple con la totalidad de los pedidos. Para poder cumplir a los clientes es necesario aumentar la capacidad de producción, por lo que se debe optimizar el tiempo de los procesos. Al observar los procesos productivos se evidenció que se realizan desplazamientos de forma repetitiva hacia algunas áreas que se encuentran distantes, existen zonas con mucha congestión, además se evidencio que no existe un método para definir la cantidad y el orden de las referencias a producir. Es por esto por lo que surge la necesidad de redistribuir el Layout actual y de generar un plan maestro de producción apoyado de un scheduling. Se planteará una nueva distribución que minimice tanto los desplazamientos como los costos de transporte por medio del Algoritmo Craft. Por otro lado, con la demanda y los pronósticos obtenidos con métodos de proyección que generan menor incertidumbre, se realizará un plan maestro bajo un enfoque de capacidad infinita que indique cuanto se debe producir y en qué orden, comprobado con un diagrama de Gantt. En el proyecto se tuvo dos limitantaciones: áreas que no se podían mover (costos elevados) y demanda incompleta (no fue suministrada). Con la realización de este proyecto fue posible comprobar que al implementar aisladamente la distribución en planta propuesta y el plan maestro de producción, se logra aumentar el cumplimiento de la demanda; y que implementando las dos juntas el porcentaje de aumento es más significativo. Se concluyó que solo con esta implementación no se logra cubrir toda la demanda, por lo que será necesario invertir en recursos humanos, al introducir una nueva jornada laboral y/o de equipo.

Autores

de distribución en planta y planeación y programación de la producción para el Frigorífico Octocaar.

Improvement of productivity with the application Agámez Rosado, Jansel Contreras Diaz, Andrea Contreras Diaz, Clara Sofia Schifino Galvis, Sergio Andres

Yie Pinedo, Rubén

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PROJECT TEAM

of distribution in plant and planning and production scheduling for Frigorifico Octocaar

Frigorífico Octocaar produces and distributes cold meats. The company has managed to establish itself on the market, which is reflected in the increase of demand for its products. The company has had to extend the working day of the workers to cover a large part of the demand and meet the delivery deadlines, but even so, all orders are not fulfilled. To satisfice the client’s requirements, the production capacity must be increased, for which the processes times has to be optimized. Observing the productive processes, it was noticed that displacements are made in a repetitive way towards some areas that are distant, that there were areas that were very congested, it was also evident that there is no method to define what is going to be produced, because it is done empirically. That explains the necessity to redistribute the current layout and generate a master production plan supported by a scheduling. A new distribution will be proposed that minimizes the displacements as well as the transport costs through the Craft Algorithm. On the other hand, with the demand and forecasts obtained with projection methods that generate less uncertainty, a master plan of production under an infinity capacity approach, later proved by a Gantt diagram, that indicates how much should be produced and in what order. The project had two limitations: areas that could not be moved (high costs) and incomplete demand from customers (it was not supplied). With the realization of this project it was possible to verify that by implementing the proposed plant distribution and the production master plan in isolation, it is possible to increase compliance with the demand; and that implementing the two together the percentage of increase is more significant. It was concluded that only with this implementation cannot cover all the demand, so it will be necessary to invest in human resources, by introducing a new workday and / or machines.

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Plan de mejora de almacenamiento

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Autores

que se facilite su localización y manipulación. En cuanto a lo relacionado con los alcances de este proyecto, se realizará una investigación detallada de la maquinaria utilizada por la empresa y su influencia sobre el proceso productivo de la misma. Se puede observar con base a los resultados del proyecto que la clasificación ABC aumenta la eficiencia de los almacenes garantizando un mejor control de los accesorios con mayor rotación y utilizar menos tiempo para gestionarlos. Según el diagnóstico y análisis realizado de la situación actual de Construgram Ltda se identificó una gran problemática con respecto al nivel de inventarios, encontrando una oportunidad de disminuir sus costos, con la disminución del inventario aumentando de esta manera su flujo de caja. Gracias a la clasificación ABC realizada se obtuvo una lista significativa de los productos obsoletos pertenecientes a cada grupo principalmente los pertenecientes al grupo A y B los cuales son de vital importancia para la empresa.

Castellanos duran, juan Guarnizo navarro, Andres Bonilla escobar, Andres Ali Arana, Pedro

Yie Pinedo, Rubén

tutor

Este proyecto desarrolla una mejora en el proceso de almacenamiento de materiales y equipos en la compañía elegida la cual presenta deficiencias en muchos aspectos. Como alternativa de solución se propone hacer una clasificación ABC de todos los grupos de productos con el fin de fijarles un determinado nivel de control de existencias, con la finalidad de reducir tiempos de control, esfuerzos y costos en el manejo de inventarios. Por medio de esta propuesta se espera tener un sistema estratégico que le permita integrar todas las actividades. Se busca mejorar la utilización de los almacenes, disminuir el riesgo de accidentalidad y agotamiento del trabajador. Es necesario tener en cuenta las características de la demanda para la ubicación de los accesorios y equipos esto con el fin de colocar los productos de alta rotación y los equipos de mayor uso cerca de la entrada en el almacén de forma tal

Castellanos duran, juan Guarnizo navarro, Andres Bonilla escobar, Andres Ali Arana, Pedro

Yie Pinedo, RubĂŠn

aDVISOR

PROJECT TEAM

Storage improvement plan

This project developed an improvement in the process of storage of materials and equipment in the destination company which flawed in many respects. Alternative intends to make a classification ABC of all product groups in order to set them a certain level of inventory control, with the purpose of reducing control times, efforts and costs in managing inventories. By means of this proposal is expected to have a strategic system that allows you to integrate all activities. It seeks to improve the use of the stores, reducing the risk of accidents and depletion of the worker. It is necessary to take into account the characteristics of the demand for placement of accessories and equipment this in order to place products of high turnover and greater equipment near the entrance to the store so that to facilitate their location and handling. As regards the scope of this project, there will be a detailed investigation of the machinery used by the

company and its influence on the production process of the same. You may be based on the results of the project that the ABC classification increases the efficiency of stores ensuring better control of accessories with higher turnover and use less time to manage them. A large problem with respect to the level of inventories, finding an opportunity to reduce their costs, with the decrease in the inventory increase this was identified according to the diagnosis and analysis of the current situation of Construgram Ltda way your cash flow. Thanks to the classification made ABC obtained a significant list of obsolete products belonging to each group mainly those belonging to the Group A and B which are of vital importance for the company.

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Estudio de Métodos y tiempos de la línea DE

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Vargas Arévalo, Laura Jalal Camargo, Salua Varona Ortega, Maryury

Yie Pinedo, Rubén

tutor

El objetivo de este trabajo es determinar el tiempo estándar de las actividades que conforman el proceso de producción de los módulos de cerramiento del Templo Mormón, ,ubicado Vía Puerto Colombia, producidos por la empresa Diseños Tubulares JL, así como también, examinar la eficiencia de los métodos usados y la viabilidad de las mejoras que se puedan poner en funcionamiento. Para la realización del proyecto, se implementó un estudio de Métodos y Tiempos con el fin de verificar los tiempos de ciclo de las estaciones, las actividades cuello de botella y las alternativas de optimización del proceso. En la primera estación, Corte y alistamiento de tubos y láminas no se presentan inconvenientes, se usa una soldadura tipo MIG, lo que disminuye la salpicadura dando un mejor acabado. En la segunda estación, Soldar Modulo de cerramiento, se realizan dos actividades luego de la unión: cobalado y desbastacion. La primera es necesaria para enderezar la reja y la segunda para mejorar la apariencia, no se encontraron inconvenientes en las realizaciones de las actividades. Tercera estación, Pintura, es donde se le dan los últimos acabados a la reja y se prepara para pintarla. En esta estación, se detectó un reproceso y se implementaron mejoras como la capacitación al trabajador encargado de realizar la operación 3 “lijado de la masilla y caras de la reja”, para que no se hiciera necesario volver a lijar la reja para darle el acabado final con la pintura, sino que desde la operación 3, se lograra un buen acabado de la reja para que cuando se aplicara la Base epóxica por segunda vez, no fuera necesario volver suavizar y lijar los últimos detalles.

El tiempo de fabricación de esta estación, se redujo en 110 minutos. Como resultados se obtuvo el cumplimiento de los objetivos planteados, es decir, fue posible reducir el tiempo total del ciclo de proceso, disminuyendo así, los tiempos de fabricación de los módulos de cerramiento y eliminando los cuellos de botella.

Autores

producción de Módulos de cerramiento en la empresa Diseños Tubulares JL

Study of Methods and times of the line OF

Vargas Arévalo, Laura Jalal Camargo, Salua Varona Ortega, Maryury

Yie Pinedo, Rubén

aDVISOR

PROJECT TEAM

production of Modules of closing in the company Diseños Tubulares JL

The objective of this study is to determine the standard time of the activities that make up the production process of the Mormon Temple enclosure modules, located Via Puerto Colombia, produced by the company JL tubular designs, as well as, to examine the efficiency of the methods used and the viability of the improvements that can be brought into operation. For the implementation of the project, a study of methods and times was implemented in order to verify stations cycle times, bottleneck activities and process optimization alternatives. In the first season, cutting and enlistment of tubes and sheets do not arise problems, used a welding type MIG, which minimizes splatter giving a better finish. In the second season, welding module enclosure, two activities after the union: cobated and debastation. The first is necessary to straighten the gate and the second to improve the appearance, not found problems in the achievements of the activities. Third station, painting, is where you are last finishes to gate and is preparing to paint it. In this season, detected a rework and improvements were implemented as training the worker in charge of the operation 3 "sanding the Putty and faces of the gate”, so didn't need to re-sand gate to give the final finish with the paint, but since the operation 3, achieve a good finish Gate so that when applied the Base epoxy for the second time, it's not necessary to return smoothing and sanding the final details. The time of manufacture of this season, dropped in 110 minutes. As results were obtained the fulfillment of its objectives, i.e., was possible to reduce the total time of the process cycle, thus, reducing enclosure modules manufacturing times and eliminating bottlenecks.

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Diseño de un sistema de ruteo logístico

para la distribución de la mercancía de la empresa Blu Logistics

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Autores

ta de simulación que permita validar la propuesta. Ahora bien, entre los principales limitantes a tener en cuenta se destacan: la tipología de automotores de carga y su capacidad; la distancia recorrida y cantidad de órdenes o pedidos; tiempo estimado para completar la ruta; el tipo de clientes; la velocidad promedio del camión; y el tiempo de carga y descarga de la mercancía. Finalmente, con la realización de este proyecto se consigue la creación de una ruta para la entrega de la mercancía, donde el vehículo tiene que recorrer una distancia mínima total de 52.713 Km distribuidos en 3 zonas diferentes para entregar 4.95 toneladas de mercancía a 25 clientes ubicados en la ciudad de Barranquilla. Por otro lado, se observa una reducción de la distancia recorrida en por lo menos un 50%, lo cual aumenta la probabilidad de que el producto llegue al cliente en el tiempo establecido asumiendo el menor costo posible de transporte y almacenamiento..

Angulo Barrios, Lía Ruíz Ladino, Ángel Rafael Villanueva Torres, Daniel

Peña-Baena Niebles, Rita

tutor

Blu Logistics ha llevado a cabo de forma intuitiva la planeación de las rutas, lo cual ha ocasionado que no se cumpla con los tiempos de entrega de la mercancía, los vehículos recorran largas distancias, se sobrecargue el camión, se reduzca la posibilidad de atender a más clientes, incrementen los costos, y no se manejen niveles de inventario adecuado. En vista de esto, se establece que la empresa posee un problema de ruteo vehicular de tipo DCVRP (distance-constrained capacitated vehicle routing problem). Para resolver esta problemática, se propone el diseño de un sistema de ruteo logístico mediante el método de barrido y el algoritmo Dijkstra con el fin de mejorar la utilización de los recursos de la empresa.

Por lo tanto, se requiere llevar a cabo un análisis del trayecto actual que siguen los vehículos y un diagnóstico del entorno, para posteriormente diseñar la mejor ruta y por último, hacer uso de una herramien-

Design of a logistic routing system for the Angulo Barrios, Lía Ruíz Ladino, Ángel Rafael Villanueva Torres, Daniel

Peña-Baena Niebles, Rita

aDVISOR

PROJECT TEAM

merchandise distribution of the company Blu Logistics

Blu Logistics has intuitively carried out the planning of the routes, which has caused that the delivery times of the merchandise are not met, the vehicles travel long distances, the truck is overloaded, the possibility of attending more customers is reduced, increase costs, and not manage adequate inventory levels. In view of this, it is established that the company has a problem of vehicular routing type DCVRP (distance-constrained capacitated vehicle routing problem). To solve this problem, we propose the design of a logistic routing system using the sweeping method and the Dijkstra algorithm to improve the utilization of the company's resources. Therefore, it is necessary to carry out an analysis of the current path followed by the vehicles and a diagnosis of the environment, to later design the best route and, finally, to make use of a simulation tool to validate the proposal. However, among the main limitations to

be considered are the type of freight cars and their capacity; the distance traveled and the number of orders or requests; estimated time to complete the route; the type of clients; the average speed of the truck; and the loading and unloading time of the merchandise. In conclusion, with the realization of this project the creation of a route for the delivery of the merchandise is achieved, where the vehicle have to travel a total minimum distance of 52,713 km distributed in 3 different areas to deliver 4.95 tons of merchandise to 25 customers located in the city of Barranquilla. On the other hand, there is a reduction in the distance covered by at least 50%, which increases the probability that the product reaches the customer within the established time, assuming the lowest possible cost of transportation and storage.

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Simulación y análisis del modelo colaborativo de reaprovisionamiento conjunto probabilístico con determinación de agente coordinador

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Autores

dad de implantar servicio de coordinación logística por parte de la coalición o de un externo. Posteriormente, se realizó un modelo de simulación en Arena con la representación del modelo matemático; luego un diseño de experimentos para identificar cuáles son los factores significativos en los ahorros y cómo lo afectan. Así mismo, se estudiaron los beneficios cualitativos y cuantitativos de la externalización en comparación con la internalización, considerando una definición de roles y responsabilidades apropiadas según sus capacidades. Finalmente, se demostró que al utilizar el modelo S-CJRP con variaciones en los costos logísticos y los tiempos de las operaciones hay un alcance del beneficio para los jugadores representado en ahorros en un rango del 13 al 45% con un promedio de 32%, y que la mejor opción es la externalización con un 3PL que se encargue de las actividades logísticas realizadas hasta el puerto de destino.

Archibold Barrios, Elizabeth Blanco Espeleta, Daniela Delgado Racero, María Paula Martínez Álvarez, Daniela

Amaya Mier, René Otero Palencia, Carlos Jose

tutor

El problema de reabastecimiento conjunto colaborativo estocástico (S-CJRP) busca determinar la frecuencia con la que cada producto debe ser reabastecido, considerando una capacidad limitada de transporte y almacenamiento, asignando los beneficios económicos que brinda la colaboración de una manera viable y estable a la coalición. Los problemas identificados se definen como: falta de robustez del modelo de reabastecimiento conjunto colaborativo estocástico S-CJRP y falta de definición de un coordinador logístico que asegure el funcionamiento correcto de las cadenas de suministro involucradas en la coalición. Para el estudio de los problemas mencionados, el modelo fue expuesto a distintos escenarios que alteran costos de pedir, costos de almacenamiento y tiempos de reaprovisionamiento. Además, se evaluaron aspectos claves para determinar la viabili-

Revisiting the stochastic collaborative joint Archibold Barrios, Elizabeth Blanco Espeleta, Daniela Delgado Racero, María Paula Martínez Álvarez, Daniela

Amaya Mier, René Otero Palencia, Carlos Jose

aDVISOR

PROJECT TEAM

replenishment problem using DES and DOE and the coordinator role designation

The problem of stochastic collaborative joint resupply (S-CJRP) seeks to determine the frequency with which each product must be resupplied, considering a limited capacity of transport and storage, assigning the economic benefits provided by the collaboration in a viable and stable manner to the coalition. The identified problems are: Lack of strength in the S-CJRP model (Stochastic Collaborative Joint Replenishment Problem), and lack of a logistics coordinator to ensure the correct operation of the supply chains involved in the coalition. To study the problems mentioned, the model was exposed to different scenarios altering request and storage costs. Also, some key aspects where evaluated to determine the feasibility of implementing a logistics coordination service by the parties in the coalition or if it was necessary to outsource. Later, a simula-

tion model was run on Arena based on its mathematical representation, and then, a design of experiments was run to identify the most important factors in savings and how these factors affect the model. Furthermore, qualitative and quantitative effects of outsourcing vs. insourcing were studied, considering the definition of roles and responsibilities based on their capacities.

Finally, it was demonstrated that using the S-CJRP model with variations in logistics costs and times to perform operations in the supply chain represents benefits to the parties involved, ranging from 13% to 45%, with an average of 32%. Also, it was shown that the best choice was to outsource to a 3PL that handles all the logistics until the destination port.

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Reducción del tiempo de traslado de urgencias a hospitalización en Hospital Universidad del Norte

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Autores

grandes beneficios para el hospital. La metodología empleada para el desarrollo y la resolución del proyecto fue la herramienta DMAIC, a partir de la cual se definieron las fases seguidas para la consecución de los objetivos propuestos. A partir de lo analizado, se diseñó un sistema de atención domiciliaria para los triages 2,3,4 y 5 que requieren hospitalización. El presente proyecto cuenta con restricciones de espacio y capacidad de recursos en el área de hospitalización, por ejemplo, se cuenta con 69 camas en piso hospitalario. A través de la aplicación de HAD, como era de esperarse, se redujeron los tiempos de espera y los tiempos de hospitalización, pero aún más importante se logró disminuir la utilización promedio de las camas de hospitalización en más de 20%, permitiendo una mayor flexibilidad en la planeación del hospital y la posible reubicación de insumos y recurso humano a la atención de otros problemas presentes en el hospital, resultando en beneficios económicos.

Clavijo Flórez, Andres Prieto Di Mare, Jorge Vásquez Palmesano, Manuel

Yie Pinedo, Rubén Darío

tutor

El Hospital Universidad del Norte, además de ser un hospital de alta complejidad, se encuentra situado en una zona bastante concurrida donde a diario frecuenta una gran cantidad de personas entre los estratos 1-4. Actualmente los recursos con los que cuenta la organización, no dan abasto para la creciente demanda de pacientes.

Así, los tiempos de espera y traslado de la urgencia a hospitalización son excesivos y los pacientes se encuentran muy inconformes por dicha situación. Se propone implementar un plan de acción, llamado extensión hospitalaria, en el cual parte del tiempo de hospitalización de los pacientes se lleva a cabo en su domicilio. Esto reduce los tiempos de espera y traslado de los pacientes que requieren ser hospitalizados y los costos de mantenimiento de los recursos internos en la logística de la hospitalización. La suma diaria ahorrada puede ser re-invertida en tecnología y manejo de insumos por lo que presentaría

Emergency room to hospitalization time Clavijo Flórez, Andres Prieto Di Mare, Jorge Vásquez Palmesano, Manuel

Yie Pinedo, Rubén Darío

aDVISOR

PROJECT TEAM

of transfer reduction in Hospital Universidad del Norte

The Hospital Universidad del Norte, in addition of being a hospital of high complexity, is located in a quite busy area where everyday a large number of people, between the 1-4 social stratums, attend to the emergency room. The resources available in the development of the emergency and hospitalization processes, cannot cope with the growing demand of patients. Thus, waiting and transfer time from emergency to hospitalization are excessive and patients are very dissatisfied with this situation. We propose to implement an action plan, called hospital extension, in which part of the patient’s hospitalization time, takes place at his home. This reduces the patient’s waiting time for entering into hospitalization, if required, and the costs of maintaining internal resources, in the HUN’s logistics. The daily amount saved can be re-invested in technology and inputs handling, so it would present great benefits for the hospital in terms of economy and resources’ availability. The methodology used for

the development and resolution of this project was DMAIC tool, from which the phases followed for the achievement of the proposed objectives were defined. From the analyzed, a system of home care was designed for the triages 2,3,4 and 5 that require hospitalization.

This project has space restrictions and resource capacity in the hospitalization area, for example, it has 69 beds in the hospitalization floor. Through the application of HHS, as was expected, average waiting times and hospitalization times were reduced, but most importantly, the average usage of the hospital beds was reduced more than 20%, allowing a more flexible approach for the hospital’s planning and the relocation of supplies and human resources to attend other problems that are present at the hospital, resulting in economic benefits.

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Diseño de un sistema de almacenamiento de

inventario aplicando una distribución en planta para la empresa de fabricación de muebles Indurosmil S.A.S producto en proceso y de producto terminado, lo cual genera altos porcentajes de desperdicio de materia prima. A partir de este proyecto, se pretende disminuir el inventario mediante un control continuo del mismo, así como brindar una utilización adecuada del espacio a partir de un lugar disponible para el almacenamiento de cada uno de los inventarios que la empresa posee. Con ello se busca aminorar los costos asociados con las acciones de carga y descarga de camiones en zonas no adecuadas, dando como resultado una mayor coordinación entre las distintas partes de la empresa. Finalmente, se logró proporcionarle a la empresa su primera política de revisión de inventario, así como una distribución que permita destinar un área específica a los mismos. Lo anterior fue realizado considerando un posible crecimiento de la compañía, para mantener un nivel de servicio del 95%.

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Alemán Castillo, Marcela Castro Barraza, María José Recio Baeza, Giselle Margarita

Galindo Pacheco, Gina María

tutor

Autores

El presente proyecto consiste en el desarrollo de un sistema de almacenamiento de inventario acompañado de un mejoramiento de la distribución en planta, a partir del método de la planeación sistemática. Este proyecto es aplicado a una empresa de fabricación de muebles INDUROSMIL S.A.S, en la ciudad de Barranquilla con el fin de dar solución los siguientes problemas: (i) altos niveles de inventarios, (ii) carencia de una bodega de almacenamiento y (iii) falta de un sistema de contabilidad de los niveles exactos de inventario de materia prima,

Design of an inventory storage system Alemán Castillo, Marcela Castro Barraza, María José Recio Baeza, Giselle Margarita

Galindo Pacheco, Gina María

aDVISOR

PROJECT TEAM

applying a layout for the furniture manufacturer Indurosmil S.A.S.

This project consists on the development of an inventory storage system along with a facility layout analysis by means of the Systematic Layout Planning (SLP) method. This project is applied to the furniture manufacturer company NDUROSMIL S.A.S in Barranquilla, Colombia. The problem that this project seeks to solve is composed of: (i) presence of high inventory levels, (ii) lack of a storage warehouse, and (iii) lack of an accountable system for tracking the amount of inventory related to raw materials, work in process and finished goods. One of the direct consequences of these issues is the high percentage of waste of raw material. This project attempts to decrease the levels of inventory by means of a tracking method, as well as to to provide a better use of the spaces by introducing a warehouse for each type of inventory in the company. Through this

implementation it is expected to achieve a reduction of costs associated with load and unload of cargo, resulting on a better coordination between the different areas of the company. Finally, it was possible to provide a first inventory review policy to the company, as well as a layout that allows a specific area to allocate the goods. All of it was made considering a possible growth of the company, in order to maintain a service level of 95%.

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Diseño de un sistema de calidad basado EN CARTAS de control multivariadas para el monitoreo del proceso de potabilización del agua en la etapa de control de calidad de la empresa Triple A S.A E.S.P

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Autores

nes antes planteadas. El diseño de este tipo de carta de control propuesta, consiste en desarrollar un análisis exhaustivo de las variables más influyentes en el proceso de calidad de agua de la empresa en mención.

Posteriormente, se desarrollaron comparaciones entre diferentes tipos de cartas de control multivariadas evaluando el desempeño de éstas y por último, evaluar la carta de control multivariada óptima con la implementada con la empresa Triple A, considerando a esta como una alternativa que puede llegar a mejorar las necesidad del proceso. De acuerdo a los resultados obtenidos, se puede destacar que la carta de control MEWMA, es más rigurosa con respecto a la univariada. Siendo la multivariada el método de control estadístico más sensible a pequeños cambios, previamente demostrado en los pasos mencionados anteriormente. No obstante, se propone a la empresa implementar estos dos tipos de cartas de control conjuntas que permita detectar indicios de señales fuera de control del proceso.

Camargo Salcedo,, Adriana Güete Vásquez, Elkin Alfonso Roa Prada, Paola Andrea

tutor

La Triple A, es una empresa de servicios que se encarga de suministrar y abastecer agua a la comunidad, de igual manera, se caracterizan debido a los altos estándares que manejan en los procesos de monitoreo de la calidad del agua implementando cartas de control univariadas en las que se evalúa cada parámetro y les permite tomar acciones correctivas cuando se presente indicios de señales fuera de control. Sin embargo, al realizar este enfoque se ignora las correlaciones que presentan las variables, analizando un gráfico para cada característica. Esta perspectiva puede ser insatisfactoria porque las correlaciones no se están teniendo en cuenta en el análisis, generando una falsa alarma asociada a la probabilidad de que el proceso se encuentre bajo control, pero está generando resultados erróneos. Por ello se ha propuesto diseñar un sistema basado en cartas de control multivariadas que permita tener en cuenta las consideracio-

Peñabaena Niebles, Rita Patricia

Design of a quality system based on multivariate

Camargo Salcedo,, Adriana GĂźete VĂĄsquez, Elkin Alfonso Roa Prada, Paola Andrea

PeĂąabaena Niebles, Rita Patricia

aDVISOR

PROJECT TEAM

control charts for the monitoring of the water potabilization process in the quality control stage of Triple A S.A E.S.P

The Triple A, is a service company that is responsible for providing and supplying water to the community, in the same way, it is characterized by the high standards that they handle in the water quality monitoring processes by implementing univariate control charts in which each parameter is evaluated, this allows them to take corrective actions when signs of out of control signals are presented. However, when performing this approach, the correlations presented by the variables are ignored, analyzing a graph for each characteristic. This perspective may be unsatisfactory because the correlations are not taken into account in the analysis, generating a false alarm associated with the probability that the process is under control, but it is generating wrong results. For this reason, a system based on multivariate control charts has been proposed that allows taking into account the previously mentioned considerations. The design of this type of control chart proposed, consist in developing a comprehensive analysis of the most influential variables in the process of water quality of

the company in question. Subsequently, comparisons were developed between different types of multivariate control charts, evaluating their performance and finally, evaluating the optimal multivariate control chart with the one that the Triple A company is implementing, considering this one as an alternative that could improve the necessities of the process. According to the results obtained, it can be highlighted that the MEWMA control chart is more rigorous with respect to the univariate. The Multivariate chart is a statistical control method more sensitive to small changes, as it was proven in previous steps. However, it is proposed to the Company to implement both control charts as it would allow to detect out of control signals of the process.

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Diseño de un sistema de calidad basado en cartas de control y políticas de parada para la empresa Corpacero S.A.S.

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Autores

probabilidad de una falsa alarma, el número de muestras antes de una falsa alarma, la probabilidad de detectar un corrimiento, el número de muestras antes de que el proceso se salga de control y los costos totales asociados a dichas probabilidades, los cuales tienen en cuenta el costo de operar la línea de decapado y el costo de surtir HCl. En conclusión, se propone un escenario de carta de control según el criterio estadístico y otro de acuerdo al criterio económico, dejando a disposición de Corpacero S.A.S. la elección, puesto que es necesario utilizar los costos reales en el análisis económico, los cuales no estaban disponibles para entes externos a la empresa. Asimismo, se considera un aporte importante el presentar un sistema de calidad para un área que antes carecía de este por su naturaleza subvalorada debido a que llama la atención sobre su potencial en la economía de la empresa.

Peña-Baena Niebles, Rita Casadiego Cardona, Rafael Saltarin Paternina, Laura

tutor

Los niveles de ácido clorhídrico en los tanques de decapado químico en Corpacero S.A.S. se ven afectados por las reacciones del ácido contra las impurezas de las láminas de acero a través del tiempo. Esto implica que con el fin de asegurar la calidad de sus productos la empresa debe reprocesar dichas láminas, ya que son la materia prima. Para controlar estadísticamente el comportamiento del ácido clorhídrico a lo largo del tiempo y así tomar acciones correctivas que eviten altos costos asociados a la problemática, este proyecto realiza el diseño de una carta de control EWMA. Por tal motivo, se varían los parámetros de la carta en una simulación, generando así distintos escenarios en los cuales se contrastan los valores que toman la

Design of a quality system based on PeĂąa-Baena Niebles, Rita Casadiego Cardona, Rafael Saltarin Paternina, Laura

aDVISOR

PROJECT TEAM

control charts and statistical process control rules for the company Corpacero S.A.S.

The levels of hydrochloric acid in the chemical pickling tanks in Corpacero S.A.S. are affected by the reactions of the acid against the impurities of the steel sheets over time. This implies that in order to ensure the quality of their products, the company must reprocess said sheets since they are its unprocessed material. To statistically control the behavior of hydrochloric acid over time and thus take corrective actions that avoid high costs associated with the problem, this project carries out the design of an EWMA control chart. For this reason, the parameters of the chart are varied in a simulation, thus generating different scenarios which contrast the values that take the probability of a false alarm, the number of samples before a false alarm, the probability of detecting a shift in the mean, the number of samples before the process goes out of control, and the total costs associated with these probabilities, which take into account the cost of operating the pickling line and the cost of supplying HCl. In conclusion,

a control chart scenario is proposed according to the statistical criterion and another according to the economic criterion, leaving Corpacero S.A.S. the choice, since it is necessary to use the real costs in the economic analysis, which were not available for entities external to the company. Also, it is considered an important contribution to present a quality system for an area that previously lacked this because of its undervalued nature because it draws attention to its potential in the economy of the company.

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Simulación del proceso de documentación

del SIG y del sistema de pago en Transelca S.A. E.S.P. debido a que se encuentran realizando otras actividades dejando de lado la aprobación del documento. Para el proceso de facturas actualmente se está presentando una problemática con relación a que estas son entregadas de manera física al área de contabilidad para su registro y seguidamente su contabilización y en ese paso se generan pérdidas físicas de las facturas. Nuestra propuesta plantea un método el cual se basó en una herramienta tecnológica permitiendo un avance de 146 a 314 documentos aprobados trimestralmente, con respecto al proceso de pago de facturas se disminuyó la cantidad de pagos atrasados en un 10.58%. Otro beneficio si se implementara la plataforma SharePoint y la aplicación Flow para ambos procesos con el método propuesto sería el control y trazabilidad evitando pérdidas de documentos y facturas, además se disminuiría 68.92 minutos el tiempo promedio de espera de un documento y la comunicación entre áreas mejoraría.

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Gomez Cruz, Lineyth Ramos Rojas, Rafael

Rojas Santiago, Miguel Antonio

tutor

Autores

En TRANSELCA S.A E.S.P. se manejan aproximadamente 2296 documentos como directivas, procedimientos, instructivos, manuales y facturas por trimestre.

En ocasiones el manejo de esta documentación presenta una serie de atrasos, daños o pérdidas lo cual genera contratiempos y no es ideal para la empresa.

Uno de los problemas que se presentan es la recolección de firmas para aprobar alguna modificación o actualización que se les realice a los documentos, en ocasiones las personas encargadas de la firma como gerentes, directivos y/o algún otro empleado tardan un tiempo mayor

Simulation of the process of SIG documentation Gomez Cruz, Lineyth Ramos Rojas, Rafael

Rojas Santiago, Miguel Antonio

aDVISOR

PROJECT TEAM

and payment system in Transelca S.A. E.S.P.

Quarterly in TRANSELCA S.A E.S.P. are handled approximately 2296 documents as directives, procedures, instructions, manuals and bills. Sometimes this documentation presents delays, damages or losses which generates setbacks and is not ideal for the company. One of the problems that arise is the collection of signatures to approve any modification or updating of the documents, sometimes the persons in charge of the signature as managers, directors and / or some other employee take a longer time because they are in other activity forgetting the approval of the document. For the process bills, a problem is currently being presented when these are delivered in a physical way to the accounting area for their registration and then their accounting and in that step physical bills losses are generated. Our proposal proposes a method which was based on a technological tool allowing an advance of 146 to 314 documents appro-

ved quarterly, with respect to the bill payment process the amount of late payments was reduced by 10.58%.

Another benefit if the SharePoint platform and the Flow application were implemented for both processes with the proposed method would be the control and traceability avoiding losses of documents and bills, also the average time waiting of a document would decrease in 68.92 minutes and the communication between areas would improve.

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Programación de órdenes de llenado en una

empresa del sector de hidrocarburos en base al change over

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Autores

tiempos improductivos y aumentar la capacidad efectiva, el método es el siguiente. • Paso 1: Definir viscosidad, coloración y punto de inflamación de órdenes a llenar. • P2: Identificar grupos de producto. • P3: Ordenar grupos de producto según viscosidad de mayor a menor. • P4: Orden obtenida organizarla de menor a mayor según la coloración. • P5: Verificar orden con tabla de compatibilidad. Al aplicar el método propuesto por este proyecto y obtener los resultados de los tiempos improductivos se obtuvo una reducción del 15% en los tiempos de pre alistamiento y un 27% en limpieza de líneas. Con respecto a los tiempos totales de change over se obtuvo una disminución diaria del 4,25%, lo cual equivale a 24 minutos diarios. Teniendo en cuenta que se producen 1.5 tambores por minuto se obtiene que en ese tiempo la empresa puede llenar 36. El valor monetario de un tambor es aproximadamente de $942.000, es decir, el ingreso que la empresa recibiría por la producción de los 36 tambores es de aproximadamente $33.912.000

Rojas Santiago, Miguel Antonio Collante Falla, Ángela Torres Díaz, Melissa Christiansen De la Espriella, Daniel

tutor

En una empresa del sector de hidrocarburos el tiempo invertido en el proceso change over, que incluye los tiempos de limpieza y adaptabilidad de líneas guarda estrecha relación con la programación de las órdenes de llenado de la línea de tambores. El aumento de dicho tiempo depende de las características inherentes al producto, como lo son la viscosidad, coloración y punto de inflamación; una inadecuada programación podría aumentar significativamente los tiempos de change over y disminuir la capacidad efectiva de llenado. Actualmente se está programando el llenado de tambores en base a variables como disponibilidad y demanda de producto, sin tener en cuenta las otras que aumentan los tiempos improductivos. Por este motivo se diseñó un método aplicable a la línea de tambores que tenga en cuenta las características que aumentan los tiempos de change over para disminuir los

Filling orders scheduling based on change Rojas Santiago, Miguel Antonio Collante Falla, Ángela Torres Díaz, Melissa Christiansen De la Espriella, Daniel

aDVISOR

PROJECT TEAM

over in a hydrocarbon sector company

In a hydrocarbon company the time invested in the changeover process, time that includes cleaning and adapting pipes has a close relationship with the schedule of the drums filling system. The increase of the time spent in cleaning and adapting the pipes depend on the inherent characteristics of the products such as viscosity, coloration and flash point; an incorrect scheduling could significantly increase the time on the changeover process and decrease the effectiveness of the filling system. Currently, the drum filling system is scheduled based on variables such as product availability and demand, without taking into account the important characteristics that increase unproductive times. For the reasons exposed above, a new method applicable to the drum filling line has been designed, which take into account the characteristics that can affect the efficiency on the changeover process, these characteristics are those that affect the changeover. The steps of the new method are described as

follows: • STEP 1: Define viscosity, coloration and flash point of the filling orders • STEP 2: Identify product groups • STEP 3: Organize product groups according to viscosity in descending order • STEP 4: Organize the sequence obtained by coloration grade • STEP 5: Verify compatibility according to standards The proposed method was applied, obtaining the times in the changeover process. It was observed a reduction of a 15% in the pre-setup times and 27% in the lines cleaning.

Also, the total time in the process decreased by 4.25% daily, considering that 1.5 drums are produced per minute, the company can fill 36 drums during this time. The cost of a drum is approximately $942,000; therefore, producing 36 drums, generates economic incomes of approximately $ 33,912,000.

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Solución al problema de ruteo de vehículos con flota heterogénea (HFVRP) a partir de un algoritmo genético para operación de distribución en la empresa Blu Logistics S.A.S.

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Autores

solución, generando hasta diez soluciones por cada par de padres. Así mismo, con el fin de generar soluciones de mejor calidad se minimizaron las distancias evaluando la función de ajuste con una matriz creada con los trayectos reales que deben recorrer los vehículos. En cuanto a los resultados obtenidos, se determinó que a medida que se incrementa el porcentaje de mutación de la población, se incrementan los tiempos de cálculo pero mejora la calidad de las soluciones, en los escenarios evaluados, se determinó que el mejor porcentaje de mutación es del 7%. De igual forma, se determinó que las mejores soluciones se encuentran, en el peor de los casos, antes de la generación 300, para un caso de 80 nodos.

Por otra parte, se evaluó el comportamiento del sistema bajo distintas condiciones y se determinó que de entre los tres cruzamientos propuestos para la asignación, el mejor fue el segundo, de naturaleza secuencial.

Rivera Royero, Daniel Márquez Acevedo, Erika

tutor

BLU LOGISTICS S.A.S. es una empresa de transporte de mercancía con sede principal en Barranquilla, la cual ha estado realizando la planeación de la asignación de vehículos y ruteo con un método empírico basado en la experiencia de los operarios. Esta estrategia, no es efectiva al momento de cumplir con los estándares de servicios establecidos por los directivos de la empresa, ocasionando sobrecostos en la operación. Al analizar esta situación, se determinó que el caso presentado es modelado como un problema de ruteo de vehículos con flota heterogénea. Para la obtención de soluciones, se propuso un algoritmo genético que permite un avance en el proceso de asignación de vehículos, ya que la codificación de las soluciones son generadas con base a un vector que reduce la capacidad ociosa y en el cruzamiento se explora el espacio de

Solution to the problem of route of vehicles

Mรกrquez Acevedo, Erika

Rivera Royero, Daniel

aDVISOR

PROJECT TEAM

with heterogenea fleet (HFVRP) a part of a genetic algorithm for the operation of distribution in the company Blu Logistics S.A.S.

BLU LOGISTICS S.A.S. is a merchandise transport company with headquarters in Barranquilla, which has been planning the allocation of vehicles and routing with an empirical method based on the experience of the operators. This strategy is not effective at the time of complying with the service standards established by the executives of the company, causing cost overruns in the operation. When analyzing this situation, it was determined that the presented case is modeled as a problem of vehicle routing with a heterogeneous fleet. In order to obtain solutions, a genetic algorithm was proposed that allows an advance in the vehicle allocation process, since the coding of the solutions is generated based on a vector that reduces the idle capacity and in the crossing the space is explored of solution, generating up to ten solutions for each pair of parents. Likewise, in order to generate better quality solutions, the distances were minimi-

zed by evaluating the adjustment function with a matrix created with the real paths that the vehicles must travel.

Regarding the results obtained, it was determined that as the mutation percentage of the population increases, the calculation times increase but the quality of the solutions improves, in the evaluated scenarios, it was determined that the best percentage of mutation It is 7%. Likewise, it was determined that the best solutions are found, in the worst case, before generation 300, for a case of 80 nodes. On the other hand, the behavior of the system was evaluated under different conditions and it was determined that among the three proposed crossings for the assignment, the best was the second, of a sequential nature.

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Diseño de un estudio para evaluar la calidad

de la prestación del servicio en el área de urgencias del Hospital Universitario Metropolitano de Barranquilla basado en la metodología SERVQUAL.

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Autores

matrices de Expectativa y Percepción, en la sala de urgencias de la institución mencionada, teniendo en cuenta que el criterio de calidad en las instituciones de salud surge básicamente de la percepción del usuario del servicio. Una vez aplicados los instrumentos y complementado con la observación directa no participante, se logró establecer que, si bien la percepción de los encuestados no es óptima en el caso objeto de estudio, sí se encuentra en un nivel generalmente aceptable, principalmente teniendo en cuenta que paciente y acompañante suelen asumir una posición subjetiva y no objetiva al momento de evaluar la calidad del servicio que se les brinda.

Maestre Liñán, Yamile Escorcia Polo, Cherlyn Ceballos Malagón, Estefania

Peñabaena Niebles, Rita Patricia

tutor

El concepto de calidad constituye una de las preocupaciones de toda organización empresarial, sea cualquiera el área en el que la misma se desempeñe. En el caso de la salud, la calidad se establece como la primera exigencia, por la incidencia que los servicios que brindan las instituciones especializadas, pueda tener en la salud y por su puesto en la conexión con la vida del paciente. La medición de la calidad de los servicios en el área de urgencias del Hospital Universitario Metropolitano, en el Distrito de Barranquilla, es el tema que se aborda en el presente trabajo, a partir de categorías de análisis contenidas en la propuesta metodológica SERVQUAL, la cual establece niveles de medición acordes con la calidad de servicios de salud. Se aplicaron instrumentos de medición de calidad, particularmente desde las

Design of a study to assess the quality

Maestre Liñán, Yamile Escorcia Polo, Cherlyn Ceballos Malagón, Estefania

Peñabaena Niebles, Rita Patricia

aDVISOR

PROJECT TEAM

of the provision of the service in the emergency department of the Hospital Universitario Metropolitano de Barranquilla, based on SERVQUAL methodology.

The concept of quality is one of the concerns of any business organization, regardless of the branch in which it is registered. In the case of health, quality stands as the first requirement, because of the impact that the services provided by specialized institutions may have on the patient's health, in connection with life. The measurement of the quality of the services in an emergency area of the Metropolitan University Hospital, in the District of Barranquilla, is the subject that is addressed in the present work, from categories of analysis contained in the SERVQUAL methodological proposal, which establishes levels of measurement in accordance with the quality of health services. The group applied quality measurement instruments, particularly from the Matrices of Expectation and Perception, in the emergency room of the aforementioned institution, taking into account that the quality criterion in health institutions arises

basically from the perception of the user of the service. Once the instruments were applied and supplemented with non-participant direct observation, it was established that, although the perception is not optimal in the case under study, it does register at a generally accepted level, mainly taking into account that patient and companion usually assume a subjective and non-objective position when evaluating the quality of the service provided.

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Programación de la Producción de un Sistema Flow Shop Híbrido en Litografía de Barranquilla

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Autores

dos trabajos de manera aleatoria intercambiaban de posición en la secuencia para generar una nueva población y escoger la secuenciación con el mejor desempeño en términos de tardanza total. Luego de realizar 30 réplicas con cada método, los resultados mostraron que el algoritmo genético en promedio alcanzó una tardanza de 9,3 horas mientras que la regla de despacho EDD obtuvo una media de 38,3 horas, es decir que se logró una disminución de la tardanza total de los 60 trabajos del 75%.

Además se comparó el tiempo computacional empleado en cada método y se encontró que en promedio el algoritmo genético tardó 84,6 segundos y la regla de despacho 3,6 segundos; sin embargo comparados con el horizonte de programación de una semana ambos tiempos resultan poco significativos. Se puede concluir que el uso de esta metaheurística explora un espacio de soluciones más amplio y resulta ser una técnica robusta y fácil de usar para este tipo de problemas, logrando una menor tardanza en la impresión de Flyers de la empresa en cuestión.

Rojas Santiago, Miguel Antonio Cassandro De La Hoz, Daniela Márquez Camargo, Daniela Rodríguez Cabas, Vanessa

tutor

Este proyecto comprende la programación de actividades de un sistema de flow shop híbrido que busca minimizar la tardanza total de los trabajos de una litografía. El sistema productivo de esta empresa está compuesto de tres estaciones secuenciales, en donde la primera y última estación constan de una máquina, y la segunda de dos máquinas idénticas e independientes. Dicha configuración corresponde a la impresión de Flyers. Se analizaron 60 trabajos y se diseñó un algoritmo genético utilizando MATLAB con el objetivo de obtener la mejor programación de estos, la cual se comparó con la regla de despacho EDD evaluada en ARENA. En el caso del algoritmo genético, se partió de una población inicial de 100 cromosomas que se generaron mediante permutaciones aleatorias, de la cual se eligió aquel que presentó la menor tardanza. Luego se realizaron 100 mutaciones de la permutación escogida, donde

Scheduling of a Hybrid Flow Shop System Rojas Santiago, Miguel Antonio Cassandro De La Hoz, Daniela MĂĄrquez Camargo, Daniela RodrĂ­guez Cabas, Vanessa

aDVISOR

PROJECT TEAM

in a Litography of Barranquilla

The goal of this project is to schedule a hybrid flow shop system in order to minimize the total lateness of a set of jobs at a lithography company.

The productive system is used for printing Flyers and consists of three sequential stages, where the first one has one machine, the second one two identical and independent machines, and the last one only one machine. A genetic algorithm was design using MATLAB in order to obtain the best scheduling of 60 jobs, where the results were compared with the EDD dispatching rule which was evaluated in ARENA. For the proposed genetic algorithm, an initial population of 100 chromosomes was randomly generated, and the one who presented the minimum lateness was chosen to generate a new population by exchanging the position of two random jobs of the chosen sequence 100 times. By performing 30 replicas

of each method, the results showed that the genetic algorithm had an average lateness of 9.6 hours, while the EDD had 38.6 hours, which means that the total lateness achieved a reduction of 75% for the 60 jobs evaluated.

Furthermore the computational time was compared to each method and it was found that the genetic algorithm lasted 84.6 second, while the EDD took 3.6 seconds to run; however, compared to the one-week programming horizon both times are not significant. In conclusion, the use of this metaheuristic explores a wider space of solutions and turns out to be a robust and easy technique to use for this type of problems, achieving a lower delay in the printing of Flyers of the company studied.

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Tratamientos estadísticos para datos faltantes: Caso aplicado a un estudio de métodos y tiempos en la empresa Madeflex S.A

por sustitución por la media, casos completos y MissForest, los cuales se evaluaron planteando diversos escenarios que variaban de acuerdo al porcentaje y el patrón de data faltante (MCAR o MNAR). Con el fin de validar la aplicación de estos métodos, se dispuso de una base de datos con registro de información completa del estudio de tiempos de puertas de madera en la empresa Madeflex S.A., a través de la comparación de la base de datos imputada y la real se determinó el porcentaje de error de cada método, donde para todos los escenarios evaluados se obtuvo que MissForest era el método que más se acercaba al tiempo estándar real de producción. Finalmente, se presenta un protocolo aplicando el método MissForest, donde se explica paso a paso como implementar este algoritmo haciendo uso del software Rstudio.

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PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Busche Cotes, Ernesto Castro Turizo, Karen Drombo Patiño, María Alejandra

tutor

Autores

La presencia de datos faltantes en un estudio de tiempos es una problemática a la que se pueden enfrentar algunas empresas por mediciones que no son tomadas en el tiempo específico o porque no hay personal suficiente para realizar el registro completo de datos. En este proyecto, se presenta el diseño de una metodología para determinar el tiempo estándar de producción cuando no se dispone de una base de datos completas en un estudio de tiempos. Para ello, se compararon tres métodos: Imputación

Statistical treatments for missing data: PeĂąaBaena Niebles, Rita Patricia Busche Cotes, Ernesto Castro Turizo, Karen Drombo PatiĂąo, MarĂ­a Alejandra

aDVISOR

PROJECT TEAM

Case applied to a study of methods and times in Madeflex S,A company

The presence of missing data in a time study is a problem that can be faced by some companies for reasons such as measurements which were not taken on time or because there is not enough personnel to complete the registration. In this paper, it is made a design of methodology to determine the standard production time when a complete database is not available in a time study. To For this, three methods were compared: Imputation by mean substitution , complete case and MissForest, which were evaluated by proposing different scenarios that varied according to the percentage and the missing data mechanism (MCAR or MNAR). In order to validate the application of these methods, a complete database was available of the study of time of wooden doors from the company Madeflex SA, through the comparison of the imputed database and the real

one, the percentage of error of each method was determined, where for each scenario evaluated it was obtained that MissForest was the method that came closest to the real standard production time. Finally, a protocol is presented applying the MissForest method, where it is explained step by step how to implement this algorithm using the Rstudio software.

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Diseño de un sistema de monitoreo para el agua

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PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Bornacelly Castillo, Gina Oeckel Martinez, Erika Maria Quiñonez Diaz, Ana Maria

tutor

Colombia, al igual que todos los países en desarrollo, necesita de energía a bajo costo y oportuna para lograr un crecimiento económico significativo.

Entre las principales alternativas energéticas se encuentran las centrales termoeléctricas, quienes se han convertido en una industria fiable al garantizar el suministro de energía a largo plazo. Sin embargo, para alcanzar la máxima eficiencia eléctrica, es necesario inspeccionar la calidad de la materia prima utilizada para asegurar que se cumplan las normas de las entidades reguladoras. La calidad debe estar presente en cada una de las operaciones de las termoeléctricas y estudios revelan que el monitoreo inadecuado del agua de suministro de calderas ha provocado daños significativos en el proceso productivo. La corrosión y formación de incrustaciones ocasionan fallas en equipos, paradas innecesarias en planta e inseguridad laboral. Para solucionar esta problemática, se diseñó un sistema de monitoreo capaz de controlar y conocer el comportamiento de las variables establecidas en el estudio, es decir, Oxígeno Disuelto, Hierro, Cobre, Dureza, pH, Materia Orgánica, Sílice y Alcalinidad para así tomar las respectivas acciones preventivas y correctivas. Inicialmente se estudiaron y establecieron qué variables inciden en el proceso, luego se analizaron con base a la normativa internacional pertinente para así determinar sus requerimientos en la industria. Posteriormente, se examinaron y compararon las distintas Cartas de Control para finalmente diseñar aquella que se ajuste a las necesidades del estudio, concluyéndose que es la carta EWMA quien mejor representa el desempeño de las características de calidad a lo largo del tiempo. Este proyecto ofrece una alternativa práctica y de fácil entendimiento que previene la conducta indeseada de las variantes del sistema. Además, gracias a su versatilidad puede ser utilizada eficazmente en cualquier industria que lo requiera

Autores

de alimentación de una caldera en centrales termoeléctricas haciendo uso de cartas de control

Design of a monitoring system for boiler feed PeĂąaBaena Niebles, Rita Patricia Bornacelly Castillo, Gina Oeckel Martinez, Erika Maria QuiĂąonez Diaz, Ana Maria

aDVISOR

PROJECT TEAM

water in thermal power plants using control charts

Colombia, as many other developing countries, is constantly looking for low cost energy to achieve a significant economic growth while overcoming poverty. One of the main energy alternatives is the one provided by thermal power stations which have become a reliable industry because they can easily adapt to changes in demand and guarantee a long term power supply. Nevertheless, in order to reach operational efficiency it is required an adequate quality control of raw materials to ensure that standards are met. The quality should be part of every process operation and studies reveal that the inadequate monitoring treatment from boiler feed water has caused damages in the industrial procedure such as corrosion in the boiler and scaling. As result, the system doesn’t work properly and generates equipment fails, unnecessary stops in the factory while decreases the worker safety. A suitable solution to this problem was designed using a monitoring system that has the ability to control and recognize the behavior of different variables which is the key to take preventive and corrective actions.

To begin with, it was necessary to study and identify the different variables such as Dissolved Oxygen, Iron, Copper, Hardness, pH, Organic Matter, Silica and Alkalinity that influence the feed water related to the international regulation and its requirements. According to this, the existing control charts were analyzed to finally design an appropriate statistical control tool that brought to conclusion that the EWMA chart detects the correct process behavior quickly which makes the interpretation easier. This project offers a practical and understandable alternative to current methods of quality monitoring that can prevent and correct the unwanted behavior of the variables. In addition, thanks to its versatility, it can be effectively applied in any Industry that requires it.

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Optimización multimodal con la implementación de la herramienta Port Community System (PCS)

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Autores

porte. Para poder analizar esta problemática, se decidió desarrollar un modelo de programación lineal que incorporara la programación de diversas rutas por todo el país, utilizando dos medios de transporte, el fluvial y el terrestre para el envío de grandes volúmenes de bienes. Este tendría en cuenta las emisiones de CO2, en la función objetivo para analizar la implicación de estas emisiones en términos de costos. Así podría ofrecerse como parte de un servicio de valor agregado de PCS de manera tal que beneficie a los potenciales propietarios de carga, involucrados como actores de la cadena logística de transporte. Los resultados obtenidos demuestran que siempre será más económico utilizar transbordo de carga en el río para llevar los productos a los clientes, ya que el transporte fluvial tiene una mayor capacidad lo que hace que sus costos por tonelada sean menores al del transporte terrestre. Las emisiones ambientales son igualmente menores debido al volumen de carga que se puede transportar y el rendimiento promedio en la quema de combustible.

Daza Garcia, Ana Peñaranda Batista, Laura Pérez Esquiaqui, Danilo

Amaya Mier, René Alejandro

tutor

El transporte de carga en Colombia se ve marcado bajo la fuerte dominancia del medio terrestre, dadas las grandes inversiones que son hechas exclusivamente en este sector. Por lo que la infraestructura disponible en los otros medios como el fluvial y el férreo presentan deficiencias para la prestación de los servicios de transporte. El desempeño logístico del país se ha visto en deterioro en los últimos años, en conjunto con la escasa oferta multimodal presente en la actualidad. El transporte multimodal permite tener economías de escala, ya que el total de los costos tiende a decrecer mucho más rápido si la distancia y la cantidad de carga transportada aumenta, mientras que en el modo terrestre tiende a permanecer constante. Otro factor sobre el cual impacta esta configuración, es en el medio ambiente. Las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) provienen en su gran mayoría de las actividades de trans-

Multimodal optimization with the Daza Garcia, Ana PeĂąaranda Batista, Laura PĂŠrez Esquiaqui, Danilo

Amaya Mier, RenĂŠ Alejandro

aDVISOR

PROJECT TEAM

implementation of the Port Community System (PCS)

The freight transport in Colombia is marked by the strong dependence on land transport, because of the large investments that are exclusively made in this sector. This shows that the infrastructure available in other alternate modes, such as river and rail ways, underperforms for the use of transport services in Colombia. Because of the former, the current logistic performance of the country has been deteriorated. Multimodal transport allows economies of scale, since total costs tend to decrease much faster if the distance and the amount of the freight transported increases, while in land transport it tends to remain constant. Another factor on which this configuration is significant is in the environmental. The greenhouse gas (GHG) emissions come mostly from transport activities. The emissions are lower due to the use of a multimodal transport network compared to the current Colombian scenario with exclusive use of land transport. In order

to analyze this problem, a linear programming model was developed that incorporated the routing of various routes throughout the country, using two means of transport, river and land for the shipment of large volumes of goods. This would take into account CO2 emissions, into the objective function, in order to analyze the implication of these emissions in terms of cost. This could be offered as part of a PCS value-added service in a way that benefits potential cargo owners, involved as actors in the logistic chain of transport management. Preliminary results show that it will always be more economical to use freight transshipment in the river to take the products to the clients; this is due to the fact that the river transport has a greater capacity, which means that its costs per ton are less than the land transport.

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Modelo de simulación continua para la

recuperación de llantas en el sector minero

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Autores

el marco conceptual de la Dinámica de Sistemas, con el propósito de estudiar el comportamiento y las relaciones de retroalimentación entre diversas variables de interés a través del tiempo, para cuantificar sus resultados considerando tres aspectos principales: económico, social y medioambiental. De esta forma, se simuló la toma de decisiones de las compañías basándose en el mínimo costo generado por las alternativas, usando una función de costo integrada por un componente de costo calculado o real, y otro percibido por los tomadores de decisiones como posible consecuencia de multas. Como resultado se obtuvo que teniendo en cuenta el entorno en el cual se desarrolla la operación, resulta más rentable evacuar las llantas apiladas de forma periódica, en lugar de acumularlas excesivamente hasta el final de la concesión de las minas.

Para ello se debe optar por incrementar las sanciones de las alternativas de quemar y arrojar al agua, con el fin de que las empresas decidan disminuir su inventario, mediante la opción de triturar.

Vergara Puccini, Sofia Mercado Rueda, Thana Vergara Brunal, Ligia Chaparro Nieto, Eilyn Sofia

Amaya Mier, René Oyola Cervantes, Jorge

tutor

Una de las dificultades presentes en la minería en Colombia, es la disposición de llantas mineras cuando estas han culminado su ciclo de vida. Dichas llantas se caracterizan por sus grandes dimensiones, haciendo que su traslado y desecho generen no solo grandes esfuerzos monetarios para las compañías mineras, sino también un impacto medioambiental y social negativo para las comunidades que habitan en la zona. Dentro de las alternativas de disposición que se llevan a cabo, se encuentran quemarlas, apilarlas, enterrarlas o arrojarlas a recursos hídricos. Por esta razón, resulta necesario simular el comportamiento de las minas con el fin de conocer si la viabilidad de establecer una planta generadora de energía a partir de las llantas resulta competitiva, comparada con las otras opciones existentes.

Para estudiar esa posibilidad, se desarrolló un modelo de simulación continua haciendo uso del Software Vensim y bajo

Continuous simulation model for tires Vergara Puccini, Sofia Mercado Rueda, Thana Vergara Brunal, Ligia Chaparro Nieto, Eilyn Sofia

Amaya Mier, RenĂŠ Oyola Cervantes, Jorge

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PROJECT TEAM

recovery in the mining sector

One of the issues introduced by the mining activity in Colombia through the years, is the disposal of tires once their life cycle has ended. These tires are known for their colossal dimensions making the transportation and scrapping activities to generate not only large economic efforts for mining companies but a negative environmental impact for the surrounding communities. Among the alternatives used for their disposal are primarily found burning, stacking, burying and dumping to the sea; all of them, imply the imposition of economic sanctions given the amount of harmful substances produced, the proliferation of diseases, lixiviation and the pollution of water surfaces. For this reason, it is necessary to simulate the behavior of the mining companies in order to determine the viability of creating a power plant fed by tires compared to the other disposal options. In order to study this possibility, a System Dynamics model was developed using the Software Vensim aimed to explain the behavior and

feedback relations between variables of interest over time and to quantify in terms of cost, environment and social impact. Thus, the decision making process of a mining company was modelled based on the minimum cost generated by each alternative,using a cost function that integrates both actual operating costs and expected penalties. The results obtained varied depending on the environment where the mining activity takes action. It is more profitable to evacuate the stacked tires periodically, than accumulate them excessively until the end of the concession of the mines. For this, the sanctions of the alternatives burning and dumping to the sea must be increased, in order that companies decide to reduce their stock, through the option crushing.

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Diseño de estrategias para la mitigación

y prevención de accidentes de tránsito desde la perspectiva de factores humanos

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Autores

tránsito en el mundo, analizar los datos de accidentalidad vial de la ciudad de Barranquilla , a través de un análisis descriptivo y métodos estadísticos en el que se adapta un análisis multivariado, examinando diversas variables que influyen significativamente en la generación de los accidentes, esto con el fin de diseñar estrategias para la mitigación y prevención de accidentes de tránsito en la ciudad de Barranquilla. En conclusión los resultados arrojados por el análisis indican que los factores humanos, fueron los de mayor participación en el desarrollo del accidente, por encima de los de la vía, el vehículo o el clima, por lo que las estrategias propuestas fueron enfocadas principalmente en primero, promover y establecer educación vial en las instituciones; y en generar conciencia social de los accidentes a través de campañas masivas empleando fuertemente las redes sociales logrando en conjunto con las otras estrategias mitigar los accidentes de tránsito en Barranquilla.

Ariza Angarita, Zaidee Cure Maamary, Charbel Currea Nieto, Juan Camilo

PeñaBaena Niebles, Rita Patricia

tutor

Los accidentes de tránsito representan hoy en día una de las principales causas de muertes en el mundo y un problema fundamental de salud pública. En Colombia en el año 2017 los accidentes de tránsito cobraron la vida de más de 6,000 personas. El Informe de Accidentalidad Vial 2005 del Fondo de Prevención Vial en Colombia, destaca que de los 185,697 accidentes de tránsito que se presentaron ese año, el 66.45% se debe a fallas humanas: irrespetar las señales de tránsito, exceso de velocidad, conducir en estado de embriagues, entre otros factores. El objetivo del presente proyecto de estudio fue investigar y analizar los diferentes accidentes de tránsito ocurridos en la ciudad de Barranquilla durante el periodo de 2007 - 2012, con el fin de proponer estrategias que permitan mitigar y prevenir los accidentes generados por factores humanos. La metodología utilizada fue realizar una investigación literaria con el fin de caracterizar las mejores prácticas para la prevención de accidentes de

Designing strategies for the mitigation Ariza Angarita, Zaidee Cure Maamary, Charbel Currea Nieto, Juan Camilo

PeĂąaBaena Niebles, Rita Patricia

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PROJECT TEAM

and prevention of traffic accidents from the perspective of human factors

Car accidents represent now a day one of the principal causes of death around the world and represents a very important problem in public health. In Colombia, in 2017, car accidents were responsible for the death of more than 6,000 persons. In a study from Fondo de PrevenciĂłn Vial, in 2005, in Colombia we can observe that from 185,657 car accidents 66.45% are attributed to human failures, such as, disrespect traffic signals, speeding, among other factors. The purpose of the present study was to investigate and analyze the different traffic accidents that occurred in the city of Barranquilla during the period of 2007 - 2012, in order to propose strategies to mitigate and prevent accidents generated by human factors.

The methodology used was to carry out a literary investigation to characterize the best practices for the prevention of car accidents in the world and identify the variables considered in the design of the strategy, analyze the traffic accident data of the city of Barranquilla obtained from the National Institute of Legal Medicine through a descriptive analysis and statistical methods in which a multivariate analysis is adapted, in order to

determine the human factors that most affect traffic incidents in Barranquilla, identifying different variables that can be related with the accidents, in order to design strategies for the mitigation and prevention of traffic accidents in the city of Barranquilla and promote them to be applied around the world. In conclusion, the results indicate that the human factors were those with the greatest participation in the cause of the accident, above those of the road, vehicle or climate, so the proposed strategies were mainly focused on promoting and establishing road safety education in the institutions, and generate social awareness of accidents through mass campaigns using social networks to encourage making it safe for the society, uniting the strategies it can help mitigate accidents in Barranquilla.

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Análisis y diagnóstico de la calidad percibida

por parte de los usuarios del servicio de transporte público tradicional en el norte de la ciudad de Barranquilla

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Autores

vidad. Posteriormente a la recolección y análisis de los resultados de la encuesta fue posible reconocer algunos de los aspectos que generan insatisfacción y a su vez factores por los cuales los usuarios se manifiestan conformes. De los factores negativos rescatamos como principales: la inseguridad, las edades de los vehículos, el estado de las unidades, la limpieza y la percepción que existen pocos vehículos para cubrir las rutas.

A pesar de que se rescataron algunos factores positivos, la percepción del servicio es entre regular y mala debido a que la calificación obtenida en promedio fue de 2,93. Es aquí donde radica la importancia de este estudio ya que este mismo nos esta mostrando la mala percepción que se tiene del servicio, lo cual hace pertinente la implementación de una agenda de mejoras conformadas por actividades tales como: Capacitación a los conductores, mas rutas para mayor cobertura, creación de estrategias para mejorar la información suministrada, entre otras

Radi Gomez, Sergio Echeverry Ortiz, Maria Jimenez Jalube, Antonio

PeñaBaena Niebles, Rita Patricia

tutor

El presente trabajo presenta un análisis de la calidad percibida por los usuarios del servicio del transporte público de Barranquilla. Este servicio es necesario para garantizar una buena calidad de vida a los ciudadanos, pues el que da respuesta a la necesidad de desplazamiento de gran parte de sus habitantes. Para hacer este estudio se diseñó una herramienta para la recolección de información, por eso se desarrolló una encuesta dirigida a las personas que hacen uso del transporte público tradicional en el norte de la ciudad de Barranquilla para conocer qué tan satisfecho se encuentra con respecto a dicho servicio en el caso de que sean usuarios de este; y en caso contrario conocer las razones por las cuales no lo son.

Para el diseño de la herramienta fue pertinente identificar qué variables harían parte del estudio, las cuales fueron suministradas por la información de la revisión bibliográfica. Estas variables más relevantes son accesibilidad, movilidad, conecti-

Analysis and diagnosis of the quality perceived Radi Gomez, Sergio Echeverry Ortiz, Maria Jimenez Jalube, Antonio

PeĂąaBaena Niebles, Rita Patricia

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PROJECT TEAM

by the users of the traditional public transport service in the north of the city of Barranquilla

This paper presents an analysis of the quality perceived by users of the public transport service in Barranquilla. This service is necessary to guarantee a good quality of life for the citizens, since it responds to the need to move a large part of its inhabitants. In order to carry out this study, a tool was designed for the collection of information, which is why a survey was carried out aimed at people who use traditional public transport in the north of the city of Barranquilla to find out how satisfied they are with this service if they are users of it, and if they are not, to find out the reasons why they are not. For the design of the tool it was pertinent to identify which variables would be part of the study, which were provided by the bibliographic review information. These most relevant variables are accessibility, mobility and connectivity. After the collection and analysis of the results of the survey, it was possible to recognize some of the aspects that generate dissatisfaction and at the same time factors by which the

users express themselves to be satisfied. From the negative factors, the main ones were: the insecurity, the age of the vehicles, the state of the units, the cleanliness and the perception that there are few vehicles to cover the routes. Although some positive factors were rescued, the perception of the service is between regular and bad because the average rating was 2.93.

This is where the importance of this study lies, since it is showing us the bad perception we have of the service, which makes it pertinent to implement an agenda of improvements made up of activities such as: training for drivers, more routes for greater coverage, creation of strategies to improve the information provided, among others.

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Diseño de un sistema de control de calidad

para las partículas sólidas en el ACPM B10 mediante la metodología DMAIC y técnicas estadísticas de Lean Seis Sigma co del proceso, se plantea un sistema de control manual que se ajusta a las necesidades y recursos de la empresa, y se diseña una herramienta de control que permite la toma de decisiones por parte de los operarios con respecto alteraciones en la calidad del producto. Este trabajo busca diseñar un sistema de calidad para las partículas sólidas en el Biodiesel B10, que permita cumplir con los estándares de calidad de la norma ISO 4406-99 minimizando los costos de operación y mantenimiento. Esto permitirá a la empresa, innovar en sus procesos sin requerir de inversión adicional. El lanzamiento del proyecto representará una ventaja competitiva para la con la oportunidad de incursionar en mercados desatendidos por la industria colombiana.

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PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Alvarez Moreno, Santiago

tutor

Autores

Una empresa del sector de hidrocarburos, desea innovar en sus operaciones y cumplir con la norma ISO 4406-99, debido a esto, decide desarrollar e investigar procesos que permitan disminuir la cantidad de partículas sólidas en el biodiesel.

Sin embargo, no se han incorporado al departamento de calidad ya que no se tiene un sistema que permita la selección y uso óptimo de las tecnologías, teniendo en cuenta los procesos y recursos de este.

En el siguiente trabajo, por medio de la metodología DMAIC y el análisis estadísti-

Design of a quality control system for solid

Alvarez Moreno, Santiago

PeĂąaBaena Niebles, Rita Patricia

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PROJECT TEAM

particles in the ACPM B10 using the DMAIC methodology and statistical techniques of Lean Six Sigma

A company in the hydrocarbons sector, wants to innovate in its operations to comply with the standards of the ISO 4406-99, because of this, it decides to develop and investigate processes that allows reducing the amount of solid particles in biodiesel. However, they have not been incorporated into the quality department since there is no system that allows the selection and optimal use of technologies, taking into account the processes and resources of this. In the following work, by means of the DMAIC methodology and the statistical analysis of the process, a manual control system is proposed that adjusts to the needs and resources of the company, and a control tool is designed that allows decision-making by the operators with regard to alterations in

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the quality of the product. This work seeks to design a quality system for solid particles in Biodiesel B10, which allows to meet the quality standards of ISO 4406-99 minimizing operation and maintenance costs. This will allow the company to innovate in its processes without requiring additional investment. The launch of the project will represent a competitive advantage for the company with the opportunity to venture into markets unattended by the Colombian industry.

Diseño de un modelo matemático para predecir la intención de matrícula en estudiantes de primer ingreso de la Universidad del norte

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Autores

de financiación, ICFES, departamento de proveniencia, tipo de colegio (colegio público o privado), semestre académico, carrera y estrato. Se empleó el software estadístico SPSS para determinar los parámetros de las técnicas propuestas. Cada uno de los modelos obtenidos presentó un alto carácter diagnóstico, el cual fue contrastado a partir del análisis ROC (Receiver Operating Characteristic), aplicado sobre los datos concernientes a estudiantes admitidos en el primer semestre del año 2018. Este análisis dio como resultado la superioridad del modelo logit por encima del de neuroredes para predecir las instancias correspondientes al periodo 2018-1. Por otra parte, fue posible determinar, a partir del modelo de regresión logística, la manera en cómo cada variable de entrada impacta la variable de respuesta. Finalmente se propone la forma en cómo deben emplearse las salidas de los modelos para llevar a cabo pronósticos relacionados con nuevas observaciones.

PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Pedroza Salgado, Ivana Pérez Sarabia, Elmer Andrés Polo Vásquez, Andrea Stephania

tutor

Actualmente los esfuerzos de seguimiento con respecto a la oficialización del proceso de matrícula, aplicados por la Universidad del Norte sobre los estudiantes admitidos, no se encuentran focalizados sobre aquellas personas cuyas características indican una alta probabilidad de llegar a la instancia de matrícula, sino sobre toda la población, lo cual genera una alta utilización de los recursos destinados para tal fin. Para dar solución a este problema se llevó a cabo la construcción de modelos de redes neuronales artificiales y regresión logística, con la finalidad de predecir la intención de matrícula de los estudiantes admitidos y direccionar así la labor de seguimiento sobre aquellos estudiantes que según los modelos procederán a matricularse. Los métodos fueron desarrollados partiendo del análisis previo de los datos disponibles, correspondientes a los estudiantes admitidos en pregrado entre los años 2016 y 2017 a partir del cual fueron seleccionadas variables explicativas, tales como, edad, género, forma

Design of a mathematical model to predict

PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Pedroza Salgado, Ivana Pérez Sarabia, Elmer Andrés Polo Vásquez, Andrea Stephania

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PROJECT TEAM

the intent of enrollment in first-income students of the Universidad Del Norte

Currently the follow-up efforts about formalizing the tuition process, which are applied by Universidad Del Norte over selected students, are not concentrated over those people whose characteristics state a high likelihood of reaching to the enrollment phase, but over the whole population, that prompts high usage rate of resources meant to such purpose.

In order to give a solution to this problem it was made the proposing of models of artificial neural networks and logistic regression to predicting the enrollment intention of selected students and targeting to them who will register, according to the model. Methods were developed by analyzing the available data, related with accepted students in undergraduate programs, among years 2016 and 2017, this allowed to choose inputs variables, such as gender, way of financing, ICFES, origin department, kind of school (private or public), academic semester, career and social stratum. It was utilized SPSS software to calculate the parameters for the selected techniques. Each one of the model obtained had a high diagnosis performance, which was measured trough the ROC analysis

(Receiver Operating Characteristic), applied over data regarding with accepted students in the period 2018-1. This analysis turns out that logistic regression had a better performance that artificial neural network to predict observations of the period mentioned previously. On the other hand, it was possible through the logit model, to state the way as each input influence the response variable. Finally, it is proposed a way to use the outputs given by the models to make predictions related with new observations.

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Diseño de un instrumento para determinar

las características más influyentes en la decisión de compra de los empaques de yogurt griego artesanal en Barranquilla. respuestas de ciento veinte individuos entre hombres y mujeres, de diecisiete años en delante, de estratos cuatro, cinco y seis de la ciudad de Barranquilla para que la interpretación de los resultados tuviera cierta validez estadística. El estudio mostró que las características más influyentes de los empaques, en la decisión de compra de los consumidores de yogurt griego artesanal, son la información nutricional y el tipo de material con el que se fabrica. Estas también fueron resaltadas por los encuestados como las más críticas a mejorar en los empaques que hay actualmente en el mercado, por lo que se le sugiere a los productores tenerlas en cuenta a la hora del diseño de estos.

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PeñaBaena Niebles, Rita Patricia Habib Tatis, Antonio Navarro Dada, Christian Felipe Peinado Muñoz, Juan Carlos

tutor

Autores

El propósito de este estudio fue diseñar e implementar un instrumento para identificar qué características de los empaques de yogurt griego artesanal son claves en la decisión de compra de las personas con el fin de direccionar a los productores hacia un diseño que genere valor agregado. Se definieron, según la literatura, siete aspectos relevantes a tener en cuenta y se procedió a formular preguntas que permitieran determinar la importancia de estos para conformar la encuesta. Se obtuvieron

Design an instrument to determine the most

Habib Tatis, Antonio Navarro Dada, Christian Felipe Peinado Muñoz, Juan Carlos

PeñaBaena Niebles, Rita Patricia

aDVISOR

PROJECT TEAM

influential characteristics in the purchase decision based on the package of artisanal Greek yogurt in Barranquilla.

The purpose of this study was to design and implement an instrument to identify which characteristics of artisanal Greek yogurt’s packaging are key in the consumer’s purchase decision and guide the producers of this product to a design that generates added-value. Seven relevant aspects, according to different articles, were defined and then we built questions around them to compose the survey. One hundred twenty people, including men and women, ages seventeen and older from strata’s four to six from the city of Barranquilla, were surveyed to provide certain degree statistical backing for our interpretations of the results. The study showed that the most important characteristics of artisanal Greek yogurt’s packaging in terms of influencing consumer’s purchase decision are the nutri-

tional facts and the materials with which they are made. These two were also the ones that people would most likely improve if they had the chance.

Because of these results, we suggested that the producers of artisanal Greek yogurt make them the most important aspects to exploit in the design of their packages.

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Diseño de un nuevo producto para la empresa

Molinos y Piladoras Peter basado en el despliegue de la función de calidad (QFD), considerando el estudio de viabilidad del desarrollo del proyecto.

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Autores

los requerimientos de los clientes fueron la base del diseño del producto.

En la tercera fase se realizó la caracterización del producto y se generaron propuestas del diseño global del producto. La cuarta y la quinta fase hacen parte del estudio de viabilidad del lanzamiento y producción durante cinco años del producto con base en la proyección de la demanda; dicho estudio tuvo en cuenta la viabilidad tanto técnica como financiera del desarrollo del proyecto. A pesar de las limitaciones presentadas con el acceso a la información por parte de la empresa, se logró el diseño de un producto empacado saludable que cumple con las expectativas del cliente. A su vez, mediante de la obtención de un VPN positivo y un análisis de capacidades se determinó que el proyecto es viable tanto financiera como técnicamente.

Albor Medina, Karen Alvarez Camelo, Maria Paula Barrios Cuello, Juliette Paola

Galindo Pacheco, Gina Maria

tutor

El proyecto nace como respuesta a la búsqueda de alternativas de solución a los problemas en el sistema productivo que se encuentran en la compañía Molinos y Piladoras Peter. Se busca mitigar la subutilización de la maquinaria mediante el diseño de un nuevo artículo basado en el subproducto obtenido de esta línea de producción. El impacto de la solución planteada se evidencia en el aumento de la utilización de las maquinarias, la cual se ve reflejada en las utilidades proyectadas con la implementación de la alternativa propuesta. Esta investigación pretende diseñar un nuevo producto para la empresa Molinos y Piladoras Peter, basada en el estudio de las necesidades del cliente y el despliegue de la función de calidad. Para el cumplimiento de este objetivo, inicialmente se identificaron las necesidades de los clientes mediante el uso de encuestas estadísticamente representativas de la población. La segunda etapa del proyecto corresponde al análisis de la información recopilada en la fase anterior y al despliegue de la función de calidad (QFD), donde

Design of a new product based on the quality

Albor Medina, Karen Alvarez Camelo, Maria Paula Barrios Cuello, Juliette Paola

Galindo Pacheco, Gina Maria

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PROJECT TEAM

function deployment, considering the viability of the project development

The project was born in response to the search for alternative solutions to the problems in the production system found in the company Molinos and Piladoras Peter. It seeks to mitigate the machine underutilization by designing a new article based on the byproduct obtained from this production line. The impact of the solution raised is evidenced by the increase in the machinery usage, which is reflected in the profits projected with the implemented proposal. This research aims to design a new product for the company Molinos y Piladoras Peter, based on the study of customer needs and the use of the quality function deployment. To fulfill this objective, the needs of the clients were initially identified through the use of statistically representative inquests of the population. The second stage of the project corresponds to the analysis of the information collected in the previous phase and the use of the quality function deployment (QFD), where the client's requirements were the basis of the product design. In the third phase, the characterization of the product was carried out and the proposals for the global design of the product were genera-

ted. The fourth and fifth phases were part of the viability study of the vent and production during five years of the product based on the projection of the demand; this study took into account the technical and financial viability of the project development. Despite of the limitations presented by the company‘s access to information, the design of a fit packaged product that fulfills the customer's expectations was achieved. Additionally, by a capacity analysis and the obtention of a positive VPN it was determined that the project is viable both financial and technically.

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Programación de los trabajos tipo talonarios en Erimay Impresores S.A.S.

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Autores

herramienta Rockwell Arena, la cual nos permite simular en el ambiente productivo las tres reglas de prioridad: SPT (Shortest processing time), LPT (Longest processing time), FIFO (Regla Actual de la empresa). Para el análisis de cada regla tendrá como medida de desempeño el número de trabajos entregados, el número de trabajos tardíos y la tardanza. De acuerdo al rendimiento en términos de los indicadores propuestos, se puede concluir que el método que estaba utilizando la compañía (FIFO) es el más ineficiente de todos. Este proyecto sugiere que la mejor regla a usar es SPT, esto debido a que arroja el mayor número de trabajos por semana entre las tres reglas, reduce el número de trabajos tardíos actuales de cinco a tres trabajos, reduce la sumatoria de la tardanza de 37,62 horas a 2,62 y genera ingresos brutos por $1.615.000; en comparación a la regla actual (FIFO), que genera $1.585.000 de ingresos por semana.

Britto Castro, Andres Soles Ruíz, Erick

Rojas Santiago, Miguel Antonio

tutor

En la actualidad, la empresa constantemente está teniendo dificultades con los plazos de entrega pactados con los clientes, lo que puede estar relacionado directamente con una regla de asignación de trabajos que no es la adecuada para este proceso productivo. El sistema de producción está bajo un ambiente jobshop. Nuestro proyecto consiste en diseñar un modelo de programación de los trabajos (tipo talonarios) a través de una simulación que pueda ajustarse a las características de la empresa, con la finalidad de alcanzar resultados satisfactorios en base a los indicadores y variables de interés propuestos. Además, se asumió que los datos estaban distribuidos normalmente, con el fin de encontrar las distribuciones de cada proceso involucrado. En este trabajo se optó por utilizar la

Scheduling checkbook orders Britto Castro, Andres Soles RuĂ­z, Erick

Rojas Santiago, Miguel Antonio

aDVISOR

PROJECT TEAM

in Erimay Impresores S.A.S.

Currently, the company is constantly having problems in order to meet the delivery terms agreed with their customers, which may be directly related to the scheduling of the jobs that is not appropriate for this production process. The production system is carried out under a jobshop environment. Our project consists in developing and running a simulation model for scheduling checkbook orders, which can be adjusted to the characteristics of the company, in order to achieve satisfactory results based on the proposed indicators and variables of interest. In addition, it was assumed that the data were normally distributed, in order to fit the best distributions for each of the processes involved. In this work, we use the Rockwell Arena tool, which allows us to simulate the productive environment and compare results for the following three priority rules: SPT (Shortest Processing Time), LPT (Longest Processing Time), FIFO (First in First Out). For the analysis of each rule we obtain performance measures such as: the number of jobs delivered the number of late jobs and the delay. The

results based on the proposed indicators show that the FIFO rule which the company is currently using has the worst performance. The results of this project also suggest that the best rule to use is SPT, since it yields the highest number of jobs per week among the three rules, reduces the number of current late jobs from five to three jobs, reduces the sum of the delay hours from 37,62 to 2,62 and generates a gross income per week of approximately $ 1,615,000 in comparison to the (FIFO) rule which generates a gross income per week of $ 1,585,000.

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Diagnóstico operacional y ambiental de las

sociedades portuarias de la región caribe colombiana para la implementación de un port community system.

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Autores

automatización de las operaciones portuarias, y en general los sistemas de información tecnológicos se encuentran en un nivel básico en el que existe una marcada necesidad de intervención humana, lo que indica que se requieren mejoras para que los puertos estén listos para la implementación de una herramienta Port Community System. Por otro lado, también se realizó un estudio que pretendía evaluar el desarrollo ambiental de los puertos. La herramienta utilizada para dicho estudio fue, también, un formulario de encuesta. Debido a la naturaleza del estudio (comparación entre puertos) la encuesta es de tipo benchmarking. Los resultados obtenidos fueron comparados con el Benchmark dynamics in the environmental performance of ports (Puig, et.al, 2017) realizado en Europa. Los resultados obtenidos de esta comparación fueron favorables, posicionando a los puertos barranquilleros en un lugar positivo ante los europeos.

Alfonso Diaz, Luis Gomez Castillo, Maylinn Parra Santodomingo, Carolina

Amaya Mier, Rene Moros Daza, Adriana

tutor

Desde los inicios del comercio internacional, los puertos han sido parte clave del desarrollo económico de los países. Sin embargo, los puertos latinoamericanos presentan una marcada deficiencia frente a los puertos europeos y asiáticos debido a la desactualización que tienen en temas de tecnología, desarrollo ambiental, infraestructura y oferta multimodal. Con el fin de determinar el estado actual de los puertos colombianos en temas de madurez tecnológica (uso de sistemas de información) se desarrolló un modelo de madurez basado en la metodología CMMI. Dicha metodología permite la comparación entre puertos mediante la división de las actividades portuarias en cinco categorías las cuales, a su vez, califican en cinco niveles. La información requerida para este diagnóstico se obtuvo mediante la aplicación de un formulario de encuestas basado en la metodología benchmarking. Los resultados obtenidos de este estudio indican que el nivel de

Operational and environmental diagnosis

Alfonso Diaz, Luis Gomez Castillo, Maylinn Parra Santodomingo, Carolina

Amaya Mier, Rene Moros Daza, Adriana

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PROJECT TEAM

of the port societies in the colombian Caribbean for the implementation of a port community system

Since the beginning of international trade, ports have been key part of the economic progress of their countries as they are the point of access to new products, technologies and developments. However, Latin-American ports have a clear disadvantage when compared to European and Asian ports, as they are behind in terms of technology, environmental4development, infrastructure and intermodal transport. A capability maturity model has been developed to define the actual state of Colombian ports in terms of technological maturity. It is based in the CMMI methodology and it allows for the comparison between ports, dividing the operations in five categories. The information used in this diagnosis was obtained from the results of benchmark designed specifically for the task. The results show that the level of automatization in port activities and their use of technology are very low and basic, as their activities require a great deal of human intervention. This show the ports are not currently ready to imple-

ment a PCS. On the other hand, another study was made to evaluate the environmental performance of the Colombian ports. Another benchmark was used to acquire the relevant information. This was later compared to the results obtained in the Benchmark dynamics in the environmental performance of ports (Puig, et.al, 2017).

The results of the comparison were favorable and show a positive environmental performance by Barranquilla's ports.

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Rediseño de distribución en planta de la empresa Spazio Design

desarrollando con este último fin un modelo de simulación en Arena. Los resultados del SLP muestran que las áreas de carpintería, armado, mezcla y pintura deben estar lo más cercanas posibles. Por otra parte, si se implementa la distribución de planta propuesta se lograría un ahorro de aproximadamente 2 millones de pesos mensual. El cual, se obtiene al restar el costo mensual de la actual (aproximadamente 14 millones de pesos) con la solución propuesta (12 millones de pesos), en el que se incluye la compra de unos estantes para la organización de la materia prima y el arriendo de una bodega adicional. Finalmente, con la simulación del proceso productivo se logró un ahorro de aproximadamente 10 horas en la elaboración de un mueble, lo que equivale a una jornada de trabajo. Es decir, hubo una mejora de un 6,24%. Concluyendo que para la empresa el rediseño es una gran oportunidad en términos de costos y de tiempos de fabricación.

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Rojas Santiago, Miguel Antonio Galvan Borrego, Heliandy Manotas Jaimes, José Villera Valdés, Andrea Carolina

tutor

Autores

El presente proyecto tiene como objetivo principal rediseñar la distribución en planta de Spazio Design, empresa dedicada a la fabricación de muebles de madera.

Con ese fin, se seleccionó la metodología SLP (Planeación Sistemática de la Distribución de Planta) para aprovechar de una mejor manera los 270 metros cuadrados del espacio actual, mitigar la pérdida de tiempo e incrementar la productividad en cuanto a la utilización de recursos para la elaboración de muebles. En este proyecto también, se realizó un análisis de costos y de tiempos de producción para comparar la distribución actual con la propuesta,

Redesign of the layout of the production Rojas Santiago, Miguel Antonio Galvan Borrego, Heliandy Manotas Jaimes, José Villera Valdés, Andrea Carolina

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PROJECT TEAM

plant of SPAZIO DESIGN

The objective of this project is to redesign the Spazio Design´s plant layout,a company that uses woods for making furnitures. In designing the new layout, the SLP methodology was selected to take advantage of the actual 270 m2 of space that the company has actually. The goal was to reduce wasting time and to increase productivity. In this project, we also carried out an analysis of expenses and manufacturing times to compare our design to the actual layout. For performing this analysis, we developed a simulation model in Arena. The results obtained by using SLP showed that some areas the carpenter´s workshop, like making, mixing and painting should be as close as possible. By implementing only the proposed layout,

the company would be saving at least 2 million pesos per month. Also, a reduction of 10 hours to make a furniture was obtained with the model in Arena; this means that there was an improvement of 6,24% in the productivity of the company and a great opportunity in terms of managing expenses and time for its growth.

172

Diseño de una herramienta computacional para la asignación de paquetes a vehículos en operación troncal

1173

Autores

de las restricciones y consideraciones que Blu Logistics ha constituido.

Para configurar el algoritmo se utilizaron datos reales donde la población inicial fue de 257 guías, haciendo posible validar los resultados del método propuesto versus el método actual. Con el método propuesto encontramos que el 80% de la veces la solución de asignación encontrada por el algoritmo fue mejor o igual al método utilizado por la compañía generando en promedio un ahorro por día de $650.000 en los costos relacionados al pago del flete; además, el tiempo destinado a este proceso se redujo en promedio un 95% permitiendo una posible reasignación de las tareas de operaciones enfocadas en la planeación de estrategias de mejora de la operación. Estos resultados indican que el método brinda una solución factible donde se reducen los costos y el tiempo aplicado para esta actividad.

Rojas Santiago, Miguel Antonio Manotas Cabreras, Vanesa Suárez Paternina, Andrea Velásquez De Arco, Andrea

tutor

Blu Logistics es una empresa que a nivel nacional ofrece soluciones logísticas entre ellas el transporte de paquetes. Actualmente, todos sus procesos son desarrollados de manera empírica y tradicional. El problema que se presenta es que la técnica utilizada para la asignación de guías a vehículos en la operación troncal, no cumple con dos de las políticas establecidas por la empresa, las cuales limitan el tiempo determinado para la asignación de guías y el porcentaje de utilidad destinado para el pago de fletes. Al no cumplir con estas políticas se generan consecuencias económicas es decir, sobrecostos en la operación e incumplimiento al cliente en la promesa de entrega. Como solución a esta problemática se utilizó el algoritmo genético el cual permite realizar la asignación de guías a vehículos de manera rápida y automática, para generar una combinación factible teniendo en cuenta cada una

Design of a computational tool to assign Rojas Santiago, Miguel Antonio Manotas Cabreras, Vanesa Suรกrez Paternina, Andrea Velรกsquez De Arco, Andrea

aDVISOR

PROJECT TEAM

packages in different types of vehicle

Blu Logistics is a company that offers logistics solutions nationwide, including the transportation of packages. Currently, all their data processes have been done empirically, which has caused that the technique used for the assignment of guides to vehicles in the trunk operation does not meet with two of the policies established by the company. As a result, the actual method limits the time determined for the assignment of guides and the percentage of utility designated for the payment of freights. Failure to comply with these policies could result in cost overruns in the operation and noncompliance with the customer delivery promises. As a solution to this problem, a genetic algorithm was developed for the assignment of guides to vehicles in a fast and automatic way, in order to generate a feasible combination taking into account each one of the restrictions considered by Blu Logistics. For running the algorithm, real data were used to validate the results of the proposed method versus the current method, and the initial population was set to 257 guides. Results show

that 80% of the time the allocation solution found by the algorithm was better than or equal than the method currently used by the company, generating an average saving of $ 650.000 per day in the costs related to the payment of freights. Additionally, the time allocated to this process was reduced by an average of 95%, allowing a possible reassignment of tasks focused on planning the operation. In summary, the proposed method provides a reduction in time and costs.

174

INGENIERÍA MECÁNICA Mechanical Engineering

ÍNDICE INDEX

179 | Diseño de un sistema para el mejoramiento del desempeño acústico de un grupo de moto-generadores a gas natural, ubicados en una estación compresora

180 |

Design a system to the improvement of the acoustical perfomance in a natural gas'

gen-set group, located in a natural gas compressor station

INGENIERÍA MECÁNICA Mechanical Engineering ÍNDICE INDEX

181 |

Rediseño térmico, energético y acústico del sistema de climatización para el

182 |

Thermal, acoustic and energetic redesign of the HVAC system for the multipurpose

funcionamiento multipropósito del coliseo de la Universidad del Norte

operation of the coliseum in Universidad del Norte.

183 | Diseño de un sistema de enrollado de papel para aumentar la producción de cajas de

cartón en una empresa productora en Barranquilla

184 |

Design of a paper rolling system to increase productivity in a cardboard boxes

manufacturer company in Barranquilla

185 | Diseño de sistema de acondicionamiento previo: secado y cortado de raquis de palma para procesamiento.

186 | Previous conditioning system design: palm raquis dry and cut for processing 187 | Diseño de un reactor por lotes con capacidad de producir 1 ton/día de biochar a partir de

raquis y lodos residuales del proceso de obtención de aceite de palma.

188 | Design of a batch reactor with a capacity to produce 1 ton / biochar day from empty fruit

bunch and sludge wasted from the process of obtaining palm oil.

189 | Diseño de un sistema de refrigeración alimentado por biomasa residual de procesos agroindustriales

190 | Design of a refrigeration system driven with waste biomass from agroindustry

INGENIERÍA MECÁNICA Mechanical Engineering ÍNDICE INDEX

191 | Diseño de un sistema de salva escaleras para asistencia en casos de movilidad limitada 192 | Design of a stairway rescue system for assistance in cases of limited mobility 193 | Diseño de un sistema de lavado para vehículos de carga, integrando un sistema de tratamiento de agua residual

194 | Design of a washing system for trucks, integrating a wastewater treatment system 195 | Diseño de planta piloto deslignificadora para producción de pasta celulosa a partir de raquis seco de palma africana

196 | Design of a production pilot plant of cellulose fiber from the delignification of the african oil palm empty fruit bunch

197 | Diseño de Banco y Protocolo de Pruebas para un Elevador de Cangilones 198 | Design of a Bucket Elevator Testing Bench and Protocol 199 | Diseño de la línea de tratamiento de lodos provenientes de las aguas captadas del Río

Magdalena por Celsia S.A.S E.S.P

200 |

Design of the line of treatment of waste sludge from the waters collected from the

Magdalena River by Celsia S.A.S E.S.P

201 | Diseño de un sistema de obtención de energía eléctrica por métodos no convencionales

con base en biomasa residual

202 | Design of a system for obtaining electric energy by non-conventional methods based on

residual biomass

INGENIERÍA MECÁNICA Mechanical Engineering

ÍNDICE INDEX

203 | Diseño de un banco para pruebas de potencia y simulación en motores de

karting a un nivel competitivo profesional

204 | Design of a test bench for power testing and simulation in karting engines on

a professional competitive level

205 | Diseño de un sistema de recuperación de calor de los gases de escape de una

turbina a gas para la generación de electricidad en una estación de compresión de gas natural

206 | Waste heat recovery system design for exhaust gases from gas turbine in order to produce electrical power in a gas natural compressor station

207 | Diseño de un sistema de recuperación de calor de un motor de embolo para la

generación de energía eléctrica

208 | Design of a heat recovery system of a reciprocating engine for the generation

of electrical energy

Diseño de un sistema para el mejoramiento

del desempeño acústico de un grupo de moto-generadores a gas natural, ubicados en una estación compresora normativa vigente dentro de las estaciones compresoras. A la fecha se ha identificado diferentes tipos de fuentes, de los cuales los moto-generadores resulta ser una de las fuentes principales emisoras de ruido, registrando niveles de superiores a 80 dB. Hasta el momento se han encontrado soluciones comerciales para mitigar el ruido en equipos individuales, sin embargo, no se encuentran diseños a la medida para un grupo heterogéneo de motores de émbolo, como sucede en la estación de Caracolí, además estas ofertas no realizan un análisis del componente térmico importante para el funcionamiento adecuado de los equipos. Es por esto, que se pretende dar solución siguiendo una metodología teórica-experimental para diseñar un sistema que disminuya las emisiones de ruido y asegure las condiciones térmicas requeridas por el fabricante de este conjunto de moto-generadores.

1179

Arias Reyes, Valentina Mendoza Alvarez, Edgardo Varela Choperena, Samuel

Bello Ledesma, Robert Redondo Navarro, Alvaro

tutor

Autores

Este informe es un componente del global, enmarcado en el proyecto titulado “PROGRAMA PILOTO PARA LA REDUCCIÓN DEL RUIDO DE LAS ESTACIONES COMPRESORAS DE GAS NATURAL DE PROMIGAS” que está siendo ejecutado por la Fundación Universidad del Norte y Promigas S.A. Promigas es una empresa Colombiana al transporte y distribución de gas natural, para lo cual hace uso de gasoductos y estaciones compresoras, consistentes éstas en un conjunto de equipos como turbinas, compresores, válvulas, redes y moto-generadores que presentan niveles de ruido considerables con respecto a la

Design a system to the improvement of the Arias Reyes, Valentina Mendoza Alvarez, Edgardo Varela Choperena, Samuel

Bello Ledesma, Robert Redondo Navarro, Alvaro

aDVISOR

PROJECT TEAM

acoustical perfomance in a natural gas' gen-set group, located in a natural gas compressor station

This project is entitled " DESIGN OF AN ACOUSTIC ENCLOSURE FOR A GROUP OF GENERATORS IN A COMPRESSOR’S STATION OF NATURAL GAS ". Promigas is a Colombian company dedicated to the transportation and distribution of natural gas, for this purpose they require gas pipelines and compressor stations. The compressor tations are conformed by a set of equipment such as turbines, compressors, valves, networks and engine generators that produce high levels of noise. Nowadays, generators have been identified as a source of noise, however, despite the existence of commercial solutions for individuals equipments, the market does not include designs for a group of gen-set placed in the same room, such as happens at the Caracolí station. Also, thermal considerations are not usually taking into account when industries implement noise control solutions, for that reason this study pretends to include both components in an acoustical improvement.

180

Rediseño térmico, energético y acústico

del sistema de climatización para el funcionamiento multipropósito del coliseo de la Universidad del Norte técnico-económica de las solución seleccionada para la operación del sistema de acondicionamiento de aire del Coliseo. Dentro del desarrollo del proyecto se identificaron algunas irregularidades en el confort térmico y acústico, además se evaluó el comportamiento energético de la edificación, del cual se determina potenciales estrategias de gestión energético enfocados en la disminución de consumo y emisiones de de CO2e, todo esto fue sustentado utilizando herramientas informáticas como Flow Simulation de Solidworks y Matlab. Con la implementación de la propuesta realizada se pretende reducir el consumo energético del coliseo, garantizar el confort térmico y garantizar bajos niveles de ruido para los escenarios que se requieran.

1181

Mora Montes, Ignacio Pimentel Sarabia, Luis Rodríguez Ow, Rafael Ángel

Corredor Martínez, Lesme

tutor

Autores

En este proyecto de grado, se presenta una metodología de planeación institucional para abarcar una oportunidad de mejora orientada al rediseño multifuncional de una gran edificación en la Universidad del Norte, debido a las modificación de las condiciones de uso que se le ha otorgado en los últimos años. Dicha metodología propone un desarrollo basado en nuevos criterios de diseño, tal como las emisiones acústicas de los sistemas instalados, complementados con la generación de alternativas y una evaluación

Thermal, acoustic and energetic redesign Mora Montes, Ignacio Pimentel Sarabia, Luis RodrĂ­guez Ow, Rafael Ă ngel

Corredor MartĂ­nez, Lesme

aDVISOR

PROJECT TEAM

of the HVAC system for the multipurpose operation of the coliseum in Universidad del Norte.

This paper aims to show an institutional planning methodology including an opportunity to improve the operation, guided by a multipurpose redesign of a large building in Universidad del Norte, due to the change of operating conditions that has been changing during recent years. This methodology proposes to develop a diagnostic test supported by ASHRAE and ISO standards to determine the effect of variables in terms of energy savings and comfort. Variables like sound pressure level, discharge flow, and power consumption inside the building, which had not been measured before, will have a direct impact in the way the system responses to the operating conditions. Some irregularities concerning thermal and acoustical comfort were found within the development of the project.

The energy behavior of the building was analyzed to determine viable energy management strategies which aim to the goal of reducing energy

consumption and CO2 emissions.

Supported by computational tools like Flow simulation from Solidworks and Matlab. The expected results of implementing the designed solution are lower energy consumption and to guarantee thermal and acoustical comfort depending on the operating conditions of the room.

182

Diseño de un sistema de enrollado de papel para aumentar la producción de cajas de cartón en una empresa productora en Barranquilla

1183

Autores

enrollar en el segundo. Para esto hay que tener en cuenta que la velocidad de giro del motor que se encarga del enrollado debe estar disminuyendo para igualar la velocidad lineal de salida del papel, así también como la velocidad con la que se mueven los cilindros hidráulicos. También se encontró que se debía saber el comportamiento exacto de como aumentaba el radio del rollo de papel en cada revolución, así también como el cambio de velocidad de los cilindros hidráulicos, estos datos eran importantes para poder determinar los valores de velocidad necesarios para que el papel no se rompa. Por último se realiza el diseño de detalle de los brazos, el eje, selección de los equipos, y se realizan simulaciones donde se representa el comportamiento de estos elementos ante la carga que soporta. Como es debido se realizó un estudio financiero, planos de ingeniería, y cronograma general.

Ortega Gómez, Brian Bula Oscarcita, Gustavo Rodríguez Camacho, William Yepes Fernández, Luis Ernesto

Maury Ramírez, Heriberto Caballero Flórez, Hugo

tutor

El proceso de producción del papel termina con el enrollado de este, en esta parte del proceso debido a varios factores el papel puede presentar rompimiento, por lo cual el material sale del proceso. Hay plantas en donde se usa como materia prima material reciclable por lo cual se puede reusar, mientras que hay otras que no. En promedio el peso del papel que no es enrollado debido a este problema es de media tonelada al día (15 ton/mes), si se hallara una forma de evitar esto se podría aumentar la producción de la planta y tener más ganancias. En esto se ve la oportunidad para incrementar la producción de la empresa debido a que este papel podría haber sido enrollado. Para esto se planea cambiar el sistema de enrollado y mejorar el mecanismo de cambio de rollo para que el papel experimente menos rompimiento. La alternativa seleccionada consiste en 2 pares de brazos que se mueven mediante cilindros hidráulicos, cuando el papel se termine de enrollar en el primer par mediante aire comprimido se cortara el papel y se empezara a

Design of a paper rolling system to increase Ortega Gómez, Brian Bula Oscarcita, Gustavo Rodríguez Camacho, William Yepes Fernández, Luis Ernesto

Maury Ramírez, Heriberto Caballero Flórez, Hugo

aDVISOR

PROJECT TEAM

productivity in a cardboard boxes manufacturer company in Barranquilla

The process of paper production ends when the paper is rolled, in this part of the process due to several factors the paper may present breakage, for which the material leaves the process. There are plants where recyclable material is used as a raw material, so it can be reused, while there are others that cannot. On average the weight of paper that is not rolled due to this problem is half a ton per day (15 ton/month), if a way to avoid this could be found, it could increase the production of the plant and have more profits. In this we can see the opportunity to increase the production of the company because this paper could have been rolled. For this, it is planned to change the rolled system and improve the roll change mechanism so that the paper experiences less breakage. The selected alternative consists of 2 pairs of arms that move by hydraulic cylinders, when the rolling of the paper is finished in the first pair, the paper is cut by compressed and began to roll in the second one. For this we must bear in mind that the speed of rotation of the motor that is responsible for the rolling must decrease to meet the linear speed of paper output, as well as the speed with which the hydraulic cylinders move. It was also found that it was

necessary to know the exact behavior of how the radius of the paper roll increased in each revolution, as well as the change of speed of the hydraulic cylinders, this data was important to be able to determine the speed values necessary to prevent the break of the paper. Finally, the design of the arms, the axis, equipment selection, and simulations are performed where the behavior of these elements is represented in front of the load that it supports. As a result, a financial study, engineering plans and a general schedule were make.

184

DiseĂąo de sistema de acondicionamiento previo:

secado y cortado de raquis de palma para procesamiento.

Goenaga Barrios, Andrea Altamar De La Hoz, Maria Morales Suarez, Jaime De Alba Coba, David Eduardo

tutor

Autores

Debido a la gran acumulación de residuos de palma que se deriva de la producción de aceite de la misma en el país, se buscó la manera de darle un valor agregado y llegar a aprovechar las considerables toneladas de desperdicio encontradas. Para lograr este objetivo se buscó obtener pasta celulósica del RAQUIS o fibra de palma, sometiÊndola a reaccionar en un reactor. Para poder llegar a las condiciones óptimas de dicho proceso, se debe acondicionar el residuo, en donde se busca reducir el tamaùo de las fibras originales de palma hasta llegar a estar aptas para el proceso de deslignización. A lo largo de este proyecto se diseùarå la línea de acondicionamiento del material, diseùando a su vez, un secador para la etapa previa a la reducción de tamaùo y posteriormente se escogerå un molino para llevar a cabo dicha función. . A travÊs de este proyecto se diseùó a detalle un secador de rodillos para raquis el cual constaba de dos etapas en donde entraba inicialmente vapor saturado para que se diera una transferencia de calor mås óptima y así pudiera alcanzar la humedad necesaria para entrar al molino.

Bula Silvera, Antonio Aldana Rico, Andres Felipe

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1185

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Previous conditioning system design: aDVISOR

PROJECT TEAM

palm raquis dry and cut for processing

Bula Silvera, Antonio Aldana Rico, Andres Felipe

Goenaga Barrios, Andrea Altamar De La Hoz, Maria Morales Suarez, Jaime De Alba Coba, David Eduardo

Due to the accumulation of palm waste that comes from the palm oil industry in our country, a way to give extra value was looked up. To accomplish this goal raquis celulosic paste was searched to be produced, making in it react at a reactor. To get to the process most optism conditions the waste should be acconditionated, the size must be reduced until they are apt for the reaction. Through this project this acconditionation line must be design, a dryer will be detailed design and a mill will be chosen. Through this project we design a dryer that would dry fiber in a two phase rollers that will use steam to dry the raquis, always saturated so it could dry on a more efficient way letting the fibers reach the level of humidity that is required for the mill to cut it into smaller peaces between 5mm or less, after that we have chosen a mill that would cut the fiber and send it to a mesh that will select only the particles that accomplish the size required for the reactor and the other ones go on a recirculation

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186

Diseño de un reactor por lotes con capacidad

de producir 1 ton/día de biochar a partir de raquis y lodos residuales del proceso de obtención de aceite de palma.

1187

Autores

combustión y demás aplicaciones ambientales, electroquímicas y catalíticas. La materia prima utilizada en la línea de proceso de HTC es raquis y lodos, los cuales son productos derivados de la producción de aceite de palma africana. El objetivo principal del proyecto es el diseño mecánico de un reactor por lotes para producción de 1 tonelada por día en una planta piloto de carbonización hidrotermal ubicada en la planta de producción de aceite de palma. El diseño del reactor se realiza de acuerdo con las recomendaciones e instrucciones del código ASME BPVC Sección VIII División 1. Con la ejecución del proyecto de diseño de la planta piloto de carbonización hidrotermal se busca establecer si es viable económica y técnicamente la implementación de un proceso de producción a escala industrial de biochar para el aprovechamiento de los subproductos de la extracción del aceite de palma.

Royero Lopez, Roberto Giacometto Cheij, Antonio Coronell More, Camilo A. Crescente Fontalvo, Julián R.

Bustillo Maury, Jhonnys García Pinto, Cindy Caballero Flórez, Hugo C.

tutor

Colombia es el cuarto productor de palma de aceite globalmente y es el primero en el continente americano produciendo en el 2017 más de 1.600.000 toneladas. En el proceso de extracción del aceite crudo de palma se generan grandes cantidades de subproductos: racimos de frutos secos (RFV), fibras, lodos de piscinas de oxidación y cenizas. Aceites S.A. se encuentra interesada en la financiación de proyectos donde se aprovechen los subproductos de la producción del aceite de palma, con el fin de darles valor agregado para ser comercializados o reutilizados en la planta para generación de energía u otras aplicaciones. La carbonización hidrotermal (HTC) es un proceso termoquímico que convierte biomasa en biochar mediante la exposición de la mezcla biomasa-agua a altas condiciones de temperaturas y presión saturada por varias horas. El biochar producto de este proceso de carbonización es fácil de manejar, con buenas propiedades de deshidratación y al secarse adecuadamente alcanza poder calorífico elevados. Dicho producto puede ser implementado para el acondicionamiento de los suelos, material de

Design of a batch reactor with a capacity Royero Lopez, Roberto Giacometto Cheij, Antonio Coronell More, Camilo A. Crescente Fontalvo, Julián R.

Bustillo Maury, Jhonnys García Pinto, Cindy Caballero Flórez, Hugo C.

aDVISOR

PROJECT TEAM

to produce 1 ton / biochar day from empty fruit bunch and sludge wasted from the process of obtaining palm oil.

Colombia is the fourth producer of oil palm globally and is the first in the American continent producing more than 1,600,000 tons in 2017. In the process of extracting crude palm oil, large quantities of by-products are generated: empty fruit bunch (RFV), fibers, sludge from oxidation pools and ash. Oils S.A. is interested in financing projects that take advantage of the by-products of palm oil production, to give them added value to be commercialized or reused in the plant for power generation or other applications. Hydrothermal carbonization (HTC) is a thermochemical process that converts biomass into biochar by exposing the biomass-water mixture at high temperatures and saturated pressure for several hours.

The biochar product of this carbonization process is easy to handle, with good dehydration properties and when dried properly it reaches high calorific value. Said product can be implemented for the conditioning of floors, combustion material and other environmental, electrochemical and catalytic applications. The raw material used in the HTC process line is empty fruit bunch (EFB) and sludge, which are products derived from the production of African palm oil. The main objective of the project is the

11

mechanical design of a batch reactor for production of 1 ton per day in a pilot hydrothermal carbonization plant located in the palm oil production plant. The design of the reactor is carried out in accordance with the recommendations and instructions of the code ASME BPVC Section VIII Division 1. With the execution of the design project of the hydrothermal carbonization pilot plant, it is sought to establish if it is economically and technically feasible to implement a process of production on an industrial scale of biochar for the exploitation of the by-products of the extraction of palm oil.

188

Diseño de un sistema de refrigeración alimentado por biomasa residual de procesos agroindustriales

1189

Autores

la ley. El reto es este proyecto es establecer las bases de diseño para una solución que permita utilizar los gases de escape de la combustión. Este tipo de soluciones no son típicas en la industria, por esa razón requiere de un proceso de ingeniería especializada. El principal requerimiento está en entregar al sistema de absorción el flujo de calor necesario para su operación, el cual se debe suministrar en un rango de temperatura entre 300 °C y 600 °C. Para generar este calor se quemará biomasa en un quemador de lecho fijo de pequeña escala que produce 348kWt. Para evitar daños causados por los gases de escape de la biomasa, se utilizará un intercambiador de calor rotativo el cual permitirá calentar aire desde temperatura ambiente para que este ingrese al sistema de absorción, se utilizó un acero AISI 316 para la fabricación del intercambiador, dado sus cualidades anticorrosivas y sus condiciones de trabajo a altas temperaturas.

Prieto Locarno, Miguel Castro McCausland, Carlos Barrios Otero, Daniel Eduardo Toro Novoa, José

Corredor, Lesmes

tutor

En el sector agroindustrial colombiano se encuentra marcada la necesidad de mantener espacios fríos, esta necesidad en conjunto con la gran cantidad de biomasa residual disponible centran la atención en soluciones que permitan utilizar los desechos del sector como combustible de un sistema de refrigeración. Teniendo en cuenta lo anterior, en el proyecto se realizó el diseño de un sistema de refrigeración por absorción alimentado con biomasa residual. El problema de diseño radica en la imposibilidad de introducir los gases de escape de la combustión de biomasa en el sistema de refrigeración. Aunque los sistemas de absorción pueden ser accionados por gases de escape, estos son principalmente de motores o de turbinas, los cuales producen mucho menos contaminantes. Los gases de escape resultado de la combustión de biomasa no pueden ingresar en el equipo de absorción porque reducirían considerablemente su vida útil, y además incrementarían sus costos.

Además, se debe cuidar mantenerse dentro de los límites de emisiones establecidos por

Design of a refrigeration system driven Prieto Locarno, Miguel Castro McCausland, Carlos Barrios Otero, Daniel Eduardo Toro Novoa, José

Corredor, Lesmes

aDVISOR

PROJECT TEAM

with waste biomass from agroindustry

In the Colombian agroindustrial sector the need to maintain cold spaces is marked, this need together with the large amount of residual biomass available focus attention on solutions that allow the use of waste from the sector as fuel for a refrigeration system. Taking into account the above, in the project the design of a cooling system by absorption fed with residual biomass was carried out. The design problem lies in the impossibility of introducing the exhaust gases from the combustion of biomass into the cooling system. Although the absorption systems can be powered by exhaust gases, these are mainly from engines or turbines, which produce much less pollutants. The exhaust gases resulting from the combustion of biomass can not enter the absorption equipment because they would considerably reduce their useful life, and also increase their costs. In addition, care must be taken to stay within the limits of emissions established by law. The challenge is this project is to establish the design basis for a solution that allows to use the combustion exhaust gases. This type of solutions are not typical in the industry, for that reason it requires a specialized engineering process. The main requirement is to deliver to the

1

absorption system the heat flow necessary for its operation, which must be supplied in a temperature range between 300 ° C and 600 ° C. To generate this heat, biomass will be burned in a small-scale fixed-bed burner that produces 348kWt. To avoid damage caused by the exhaust gases of the biomass, a rotary heat exchanger will be used which will allow to heat air from room temperature so that this enters the absorption system, an AISI 316 steel was used for the manufacture of the exchanger, given its anticorrosive qualities and its working conditions at high temperatures.

190

Diseño de un sistema de salva escaleras

para asistencia en casos de movilidad limitada

1191

Autores

dad de clientes, la idea general es diseñar un sistema modular para poder adaptarse cualquier requerimiento sin la interferencia de la geometría de la escalera u obstáculo que presente el cliente. Se usarán parámetros iniciales para estimaciones de la construcción del sistema; también se tienen en cuenta estándares internacionales y conjunto de especificaciones especiales dadas por los clientes se solventarán con el nivel de diseño modular. A través del análisis financiero se ha manejado todo teniendo como centro la cantidad de soluciones vendidas a los clientes, uno de los escenarios críticos más importantes sería no poder vender la cantidad de soluciones base para el punto de equilibrio, lo cual daría pérdidas cuantiosas de intereses lo cual a su vez ocasionaría en 4 meses acabar el proyecto completo, ya que, los gastos en solo 4 meses equipararían el monto de compra de todos los equipos.

Heredia Pertuz, Aldo Santander Meza, Fernando Pinto Páez, Diego Andrés Torres Mesa, Giuliano Enrique Villalba Feliz, Daniel José

Caballero Flórez, Hugo César

tutor

En Colombia existen alrededor de 920000 personas con un grado de discapacidad física que limita o impide casi por completo el movimiento independiente (DANE, 2015). Esto trae implicaciones en el diseño de estructuras y vehículos, las cuales (algunas) por ley, deben tener elementos o dispositivos que permitan la movilidad de estas personas. En este proyecto se busca diseñar una solución que pueda suplir esta necesidad en edificaciones domésticas o comerciales, donde se encuentra restringida la implementación de rampas o ascensores y al mismo tiempo que sea sostenible y competitiva en el mercado. El reto en este proyecto es el diseño de un salva escaleras que funcione tanto en escaleras de tramos rectos como en escaleras con descansos y cambios de orientación de 90º y 180º.

Factores como la geometría de la edificación o estructura y las limitaciones del tipo de condiciones y discapacidades al que se busca ayudar. La complejidad de estas soluciones será tan variable como la canti-

Design of a stairway rescue system Heredia Pertuz, Aldo Santander Meza, Fernando Pinto Páez, Diego Andrés Torres Mesa, Giuliano Enrique Villalba Feliz, Daniel José

Caballero Flórez, Hugo César

aDVISOR

PROJECT TEAM

for assistance in cases of limited mobility

In Colombia there are around 920000 people with a degree of physical disability that limits or almost completely prevents the independent movement (DANE, 2015). This has implications in the design of structures and vehicles, which (some) by law, must have elements or devices that allow the mobility of these people. This project seeks to design a solution that can meet this need in domestic or commercial buildings, where the implementation of ramps or elevators is restricted and at the same time it is sustainable and competitive in the market. The challenge in this project is the design of a staircase that works both on stairs with straight sections and on stairs with breaks and orientation changes of 90º and 180º. Factors such as the geometry of the building or structure and the limitations of the type of conditions and disabilities that are sought to help. The complexity of these solutions will be as variable as the number of customers, the general idea is to design a modular system to be able to adapt any requirement without the interference of the geometry of the ladder or obstacle presented by the client. Initial parameters will be used for estimates of system construction; International standards and set of special specifica-

tions given by customers will also be taken into account with the modular design level. Through financial analysis, everything has been managed with the number of solutions sold to customers as a center, one of the most important critical scenarios would be not being able to sell the amount of base solutions for the break-even point, which would result in a substantial loss of interest which in turn would cause the complete project to be completed in 4 months, since the expenses in just 4 months would equal the purchase amount of all the equipment.

192

Diseño de un sistema de lavado

para vehículos de carga, integrando un sistema de tratamiento de agua residual

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Autores

se realiza el diseño básico del mecanismo de lavado: estructura de soporte, selección de equipos y accionamiento. Para el diseño de las distintas soluciones se realizó una selección de alternativas y se evaluaron criterios con el fin de obtener la mejor opción posible, las alternativas seleccionadas fueron un sistema de lavado a presión con brazo mecánico y un tratamiento de agua con nanofiltración. Entre los limitantes de la solución, en el tratamiento de agua, no es posible establecer un valor real de recuperación de agua por diferentes factores presentes en el proceso. Debido a la implementación de la planta de tratamiento de agua y el sistema de lavado para vehículos, se logran cumplir los objetivos con respecto al lavado y al ahorro de agua en la compañía. Este sistema logra más del doble de la capacidad de lavado actual y en contraste al método manual, reduce el gasto de agua. La inversión inicial proyectada se recupera, mediante ahorros, en un número de 12 años.

Caballero Flórez, Hugo Camacho Arsanios, Joshua Camargo Ruiz, Ángel Zulbaran Bossio, Gabriel Esteban

tutor

En Coordinadora Mercantil S.A se implementa a nivel nacional cambios que hacen parte del programa huella azul, Consecuente a esto, la empresa desea implementar en la Terminal Barranquilla la instalación de una planta de tratamiento de agua. La terminal cuenta con un total de 60 vehículos, y una de las principales problemáticas que se identifica, se presenta en los tiempos y cantidad de vehículos lavados durante el día. Para afrontar la problemática por los métodos de lavado utilizados actualmente, se implementará el diseño de un sistema de lavado automatizado, el cual reducirá los tiempos de lavado y garantizara un lavado eficaz del vehículo, adicionalmente se presentará una propuesta del diseño de la planta de tratamiento, la cual tendrá un impacto importante en cuestión de costos y cuidado del medio ambiente. Para la planta de tratamiento de agua se realiza el diseño básico del sistema de tratamiento de agua. En cuanto al sistema de lavado,

Design of a washing system for trucks,

Camacho Arsanios, Joshua Camargo Ruiz, Ángel Zulbaran Bossio, Gabriel Esteban

Caballero Flórez, Hugo

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PROJECT TEAM

integrating a wastewater treatment system

In Coordinadora Mercantil S.A, changes that are part of the “Huella Azul” program are implemented at the national level. Consequently, the company wishes to implement the installation of a water treatment plant at the Barranquilla Terminal. The terminal has a total of 60 vehicles, and one of the main problems identified is presented in the times and number of vehicles washed during the day. To address the problem by the washing methods currently used, the design of an automated washing system will be implemented, which will reduce washing times and ensure an efficient washing of the vehicle, in addition a proposal for the design of the treatment plant will be presented, which will have an important impact in terms of costs and care of the environment. For the water treatment plant, the basic design of the water treatment system is carried out. As for the washing system, the basic design of the washing mechanism is carried out: support structure, equipment selection and drive. For the design of the different solutions, a selection of alternatives was made and criteria were evaluated in order to obtain the best possible option. The alternatives selected were a pressure washing system with mechanical arm and a

water treatment with nanofiltration.

Among the limitations of the solution, in water treatment, it is not possible to establish a real water recovery value due to different factors present in the process. Due to the implementation of the water treatment plant and the car wash system, the objectives with respect to washing and saving water in the company are achieved. This system achieves more than double the current washing capacity and in contrast to the manual method, reduces the water consumption. The initial investment projected is recovered, through savings, in a 12-year number.

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Diseño de planta piloto deslignificadora para producción de pasta celulosa a partir de raquis seco de palma africana

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Autores

control asociados a estos. El objetivo principal de esta planta es producir una tonelada de pasta celulósica por día, para lo cual es necesario llevar el raquis seco y cortado a 5mm a las condiciones de operación.

Para esto, luego de haber cargado el raquis en el reactor, se debe hacer reaccionar con una solución de NaOH al 8%, a una temperatura de 175°C durante 30 minutos. De este proceso se obtiene la pasta celulósica y un licor negro como subproducto, dicho licor posee propiedades termo físicas muy similares a las del agua por lo cual se pretende utilizarlo en el precalentamiento de la solución. El producto final de este proceso tiene un valor comercial de aproximadamente 900 dólares por tonelada, debido a sus diversas aplicaciones, las cuales incluyen la producción de papel, envoltorios de dulces, filtros para cigarrillos, lacas, espesantes en las industrias farmacéutica, alimentaria y textil, entre otros. Además de esto, este proceso contribuye a disminuir la contaminación de los terrenos aledaños a la planta de producción de aceite.

Deulofeu, Andres Escobar, Laura Jose Manrique, Fabian Jose Peñaloza, Giselle Victoria

Aldana, Andres Felipe

tutor

El raquis de palma africana, es actualmente un desecho del proceso de extracción de aceite de palma que representa cerca del 50% de la masa total de frutos recolectada. Este desecho representa un problema para la empresa productora debido a la complejidad de su disposición final, ya que genera deslizamientos en los rellenos sanitarios, además suele estar cargado con metales pesados, producto del proceso de fumigación de la palma, lo que contamina los suelos y las aguas subterráneas. Con el fin de disminuir los problemas de contaminación asociados a la actual disposición del raquis en rellenos sanitarios, se propone una planta deslignificadora, para producir pasta celulósica a partir de éste. En este proyecto se presentará el diseño del proceso de deslignificación, partiendo del raquis seco y cortado a 5 mm, hasta el proceso de secado de la pasta obtenida, enfocándose en el diseño detallado de los reactores y los lazos de

Design of a production pilot plant of cellulose Deulofeu, Andres Escobar, Laura Jose Manrique, Fabian Jose Peñaloza, Giselle Victoria

Aldana, Andres Felipe

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PROJECT TEAM

fiber from the delignification of the african oil palm empty fruit bunch

Currently the African oil palm empty fruit bunch is considered as a waste material of the extraction process of oil from the African oil palm, which is around the 50% of the total fruit mass collected. This material is a problem due to it is full of heavy metals which causes soil and water pollution, furthermore it causes sliding in the landfills. In order to minimize the problems associated with the current treatment of the empty fruit bunch, a production plant of cellulose fiber from the delignification of the EFB is proposed. This project includes the delignification process design, starting with the EFB dry and cut at a length of 5mm, ending with the drying process of the cellulose fiber and focusing on the detailed design of the reactors and the control strategy associated with them. The objective of this plant is the production of a ton of cellulose fiber per day, to achieve this is required to take the EFB to reaction conditions. The EFB will react with a NaOH solution at 8% and a temperature of 175°C during 30 minutes. From this reaction is obtained the cellulose fiber and

a black liquor, which thermo-physical properties are alike to the water’s, because of this it will be used in the preheating of the NaOH solution. The commercial value of the cellulose fiber is around the 900 dollars per ton, due to its several applications, which include paper production, candy wrappers, cigarette filters, thickeners in the pharmaceutical industry, among others.

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Diseño de Banco y Protocolo de Pruebas

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Blevins, Erica Hanon, Ariel Güell, Germán Ibarra, Ricardo Long, Norman López, Jose Quezada, Joell Rodríguez, Edgard

Caballero, Hugo Maury, Heriberto Zahos, Stephen

tutor

La empresa manufacturera SuperBrix S.A., dedicada al desarrollo de soluciones sostenibles e innovadoras para la agroindustria de granos y cereales, planea efectuar mejoras en el diseño de los elevadores de cangilones usados en el procesado de arroz; el objetivo es hacer sus productos competitivos en un mercado que mejora constantemente, garantizando la integridad del producto procesado por el equipo para lograr una mayor satisfacción en el cliente. SuperBrix S.A. reconoce la velocidad de operación y geometría de la cabeza como las variables de diseño que pueden reflejar un impacto notorio en el rendimiento del elevador; se desconoce la proporción en que las variaciones de estas impactan al estado final del grano. Esto lleva al diseño de un banco y protocolo de pruebas. El banco de pruebas permite cambiar las variables especificadas en el elevador y el protocolo define los pasos exactos que se deben seguir para medir el daño en el grano. Como resultado, SuperBrix S.A. tendrá todas las herramientas para revisar cada variable, analizar los datos obtenidos y realizar cambios a los elevadores de cangilones.

La tarea descrita anteriormente, realizada en colaboración entre el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Norte y el Departamento de Ingeniería de Agricultura y Biología de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, envuelve la revisión del estado del arte y la técnica, todas las etapas de diseño conceptual, básico y de detalle del banco de prueba y la revisión de estándares industriales y normas internacionales actuales para el diseño del protocolo de pruebas.

Autores

para un Elevador de Cangilones

Design of a Bucket Elevator Blevins, Erica Hanon, Ariel Güell, Germán Ibarra, Ricardo Long, Norman López, Jose Quezada, Joell Rodríguez, Edgard

Caballero, Hugo Maury, Heriberto Zahos, Stephen

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PROJECT TEAM

Testing Bench and Protocol The manufacturing company SuperBrix S.A., dedicated to the development of sustainable and innovative solutions for the grain and cereal agribusiness, plans to make improvements to the design of bucket elevators used for rice processing; the goal is to make its products competitive in a market that is continuously improving, guaranteeing the integrity of the product processed by the equipment to achieve superior customer satisfaction. SuperBrix S.A. recognizes velocity and geometry of the head as the design variables that may reflect a significant impact on the elevator performance; it is unknown the proportion in which these variables affect the final state of the grain. This led to the design of a testing bench and protocol. The testing bench allows to change the specified variables on the elevator and the testing protocol outlines the exact steps that should be taken to measure the grain damage. As a result, SuperBrix S.A. will have all the tools to test each variable, analyze the data and make favorable changes to bucket elevators, improving the quality of its equipment. The task of design described before, made jointly by the Mechanical Engineering Department of Universidad Del Norte and the Agricultural and Biological Engineering Department of University of Illinois Urbana-Champaign, involves the review of the state of art and technique, all stages of conceptual, basic and detail design of the bucket elevator testing bench and the revision of current industry standards and international codes for the design of the testing protocol.

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Diseño de la línea de tratamiento de lodos provenientes de las aguas captadas del Río Magdalena por Celsia S.A.S E.S.P

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Autores

nos de inversión inicial, costos de manteamiento y costos de operación. Luego de un estudio de factibilidad de las tres alternativas teniendo en cuenta los criterios antes mencionados, mediante la herramienta Expert Choice, se definió la alternativa de filtro prensa como la de mejor desempeño. Seguidamente se hizo apertura de la fase de ingeniería básica donde se tomaron en cuentas aspectos técnicos de la instalación para definir variables de funcionamiento de la planta de lodos propuesta por el presente proyecto. La ingeniería de detalle estuvo orientada a la selección óptima de las bombas y la especificación total de la tubería de las diferentes líneas que se manejaron en la planta, partiendo de un análisis de diámetro económico hasta la especificación de las uniones, válvulas, accesorios y trazado de las curvas del sistema

Díaz Orozco, Ashley Padilla Morales, Crhistian Pizarro Bonilla, José Félix Sánchez Castro, José Ángel

Caballero Florez, Hugo César

tutor

Celsia E.S.P S.A.S es un termoeléctrica ubicada en la vía 40 en la ciudad de Barranquilla.

Actualmente, la empresa dispone de agua extraída del rio Magdalena para sus diferentes procesos a una tasa de 4000 GPM. Gran parte de esta agua contiene lodo necesario para el funcionamiento del clarificador de agua donde se le agregan químicos para su tratamiento. El clarificador funciona con un nivel definido de lodo, cuando se excede este nivel, se genera un volumen apreciable de lodo proveniente de este con un alto porcentaje de humedad, el cual se almacena en un tanque para su posterior entrega a terceros, encargados de disponer estos lodos. Esta contratación por parte de la empresa genera un costo de alrededor de 1200M COP. El objetivo principal del siguiente proyecto es presentar tres alternativas paralelas para optimizar el aprovechamiento del agua extraída diariamente por la termoeléctrica por medio del uso máximo posible del agua contenida de estos lodos, que sea económicamente factible frente a los gastos actuales que se generan para la disposición de estos y desarrollar la alternativa que tenga mejor desempeño en térmi-

Design of the line of treatment of waste Díaz Orozco, Ashley Padilla Morales, Crhistian Pizarro Bonilla, José Félix Sánchez Castro, José Ángel

Caballero Florez, Hugo César

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PROJECT TEAM

sludge from the waters collected from the Magdalena River by Celsia S.A.S E.S.P

Celsia E.S.P S.A.S is a thermoelectric plant located on track 40 in the city of Barranquilla. Currently, the company has water extracted from the Magdalena River for its different processes at a rate of 4000 GPM. Much of this water contains mud necessary for the operation of the water clarifier where chemicals are added for its treatment. The clarifier works with a defined level of mud, when this level is exceeded, an appreciable volume of mud is generated from this with a high percentage of humidity, which is stored in a tank for later delivery to third parties, responsible for providing these muds. This contracting by the company generates a cost of around 1200M COP. The main objective of the following project is to present three parallel alternatives to optimize the use of the water extracted daily by the thermoelectric plant through the maximum possible use of the water contained in these sludges, which is economically feasible compared to the current expenses that are generated for the disposal of these and develop the alternative that has better performance in terms of initial investment, maintenance costs and operating costs. After a feasibility study of the three alternatives taking into account the aforementioned

criteria, using the Expert Choice tool, the filter press alternative was defined as the best performance alternative. Afterwards, the basic engineering phase was opened, where technical aspects of the installation were taken into account to define operational variables of the sludge plant proposed by this project. The detail engineering was oriented to the optimal selection of the pumps and the total specification of the pipeline of the different lines that were handled in the plant, starting from an analysis of economic diameter up to the specification of the unions, valves, accessories and layout of system curves

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Diseño de un sistema de obtención de energía eléctrica por métodos no convencionales con base en biomasa residual

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Autores

permiten reconocer el aumento en la eficiencia global del ciclo ORC con la implementación de un regenerador, además luego de corroborar las simulaciones y verificar las condiciones de los estados termodinámicos en los procesos se procede a la selección de los equipos comerciales necesarios para la puesta en marcha del proyecto, lo cual permitió identificar las condiciones de compra, precios, instalaciones, importaciones y requerimientos técnicos de detalle para la puesta en marcha del proyecto. A manera de agregado ambiental se plantea la idea de la utilización de las cenizas resultantes del proceso de combustión en la industria cementera o para la fabricación de ladrillos para lo que se determino las composiciones de los materiales necesarios para su fabricación y las ventajas que este proceso puede ofrecer a la industria y al ambiente como tal.

Corredor Martines, Lesmes Antonio López Pérez, Sergio Casasbuenas Manotas, Raul Olier Delizza, Gabriel Adolfo Serje Navarro, Alfonso Mario

tutor

En la mayoría de las zonas rurales alejadas de los centros urbanos de Colombia existen ausencias en la cobertura de los servicios básicos como agua potable y fluido eléctrico, adicional a esto existe gran cantidad de desecho de la producción de aceites que no están siendo aprovechados afectando directamente el medio ambiente. Teniendo en cuenta lo anterior se ha propuesto el diseño de un sistema de generación eléctrica de 1 MW a partir de biomasa residual. Se realizó un proceso riguroso de diseño de un sistema ORC con tolueno como fluido de trabajo, Por medio del uso de softwares especializados (ASPEN PLUS) se pudieron obtener los resultados de las simulaciones completas del proceso. Con lo cual se corrobora bajo los supuestos de ingeniería que la producción llega a los 1.081 KWe usando un total de 0.88 toneladas/ hora de biomasa de palma africana, específicamente cuesco. los resultados obtenidos de las simulaciones

Design of a system for obtaining electric LĂłpez PĂŠrez, Sergio Casasbuenas Manotas, Raul Olier Delizza, Gabriel Adolfo Serje Navarro, Alfonso Mario

Corredor Martines, Lesmes Antonio

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PROJECT TEAM

energy by non-conventional methods based on residual biomass

In most rural areas away from the urban centers of Colombia there are absences in the coverage of basic services such as drinking water and electricity, in addition to this there is a large amount of waste from the production of oils that are not being used directly affecting environment.

Taking into account the above, the design of a 1 MW electricity generation system based on residual biomass has been proposed. A rigorous process of designing an ORC system with toluene as a working fluid was carried out. Through the use of specialized software (ASPEN PLUS), they were able to obtain the results of the complete simulations of the process. With which it is corroborated under engineering assumptions that the production reaches 1,081 KW using a total of 0.88 tonnes / hour of African palm biomass, specifically Cuesco. the results obtained from the simulations allow us to recognize the increase in the overall efficiency of the ORC cycle with the implementation of a regenerator, and after corroborating the simulations and verifying the conditions of the thermodynamic states in the processes, we proceed to the selection of commercial equipment necessary for the start-up of the project, which allowed to identify the

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purchase conditions, prices, facilities, imports and detailed technical requirements for the start-up of the project. As an environmental aggregate, the idea of the use of the ashes resulting from the combustion process in the cement industry or for the manufacture of bricks is proposed, for which the compositions of the materials necessary for its manufacture and the advantages that this process has been determined can offer to industry and the environment as such.

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Diseño de un banco para pruebas de potencia y simulación en motores de karting a un nivel competitivo profesional

instalación de instrumentos de indicación de diferentes variables tales como torque, temperatura, revoluciones, flujo de combustible, entre otras. Cada uno de los componentes que serán diseñados tendrán planos de despiece y ensamble elaborados en un programa de dibujo como SolidWorks, estos planos tendrán la información necesaria para la construcción y el ensamble del banco: dimensiones, tolerancias y materiales de fabricación. Se busca que el banco sea capaz de medir todas las variables necesarias para evaluar el funcionamiento del motor de una manera precisa, tratando de tener en cuenta cada variable a la que se encuentra sometido en una carrera profesional, que sea capaz de someter el motor a diferentes cargas que pueden ser omitidas por otras pruebas y que en competencias profesionales pueden ayudar a tener un mejor funcionamiento del motor.

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Sanjuán Osorio, Vera Reyes Gallego, Miguel Santoya Polo, Kevin Andrés Palacio Arias, Luis Enrique Hernandez Fernández, Pablo

Corredor Martinez, Lesmes Antonio

tutor

Autores

El proyecto comprende el diseño de un banco de pruebas para motores de karting profesional que pueda ser utilizado para diferentes tipos de motores, el diseño comprenderá el desarrollo de los principales componentes instalados en el banco como: los equipos de medición, sistema de refrigeración del motor, panel de control, simulador de carga, entre otros. Se realizará un estudio para analizar qué mecanismos de simulación de carga ofrecen una aproximación más precisa a las condiciones reales a las que se expone el motor. Teniendo en cuenta el panel de control durante el desarrollo del proyecto se considerará la

Design of a test bench for power testing Corredor Martinez, Lesmes Antonio Sanjuán Osorio, Vera Reyes Gallego, Miguel Santoya Polo, Kevin Andrés Palacio Arias, Luis Enrique Hernandez Fernández, Pablo

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PROJECT TEAM

and simulation in karting engines on a professional competitive level

In the present project a design of a professional karting engine test stand with the faculty of allowing different karting engines brands will be developed. This design will take in account the main components of a test bench like: measurement equipment, engine refrigeration system, control panel, and others. All these systems shall be designed within the regulations, manuals, and normative provided by authority entities and engine manufacturers, to ensure the correct and safe functioning of the power unit in the performed test. A kinetic study will be carry out to analyze which load simulation mechanism offer a more precise approximation according to the real working conditions of the engine. Measurement instrumentation such as torque transducers, temperature sensors, rpm’s tachometer, gas flow and air/gas ratio sensors will have to be selected in order to control engine operation regimen and given load, and automati-

zing the process as well, looking for repeatable results. Each of the different designed components will be accompanied of assembly plans and exploded views elaborated in CAD software such as SolidWorks, these are the carriers of all the whole necessary information for the construction and assembly of the test stand: dimensions, tolerances, and manufacturing materials. The purpose is that the test bench may be capable of measuring all the necessary parameters to precisely evaluate the engine performance, getting as close as possible to the real conditions in which the engine is exposed during a race, helping to set the power unit up for professional competition.

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Diseño de un sistema de recuperación de calor de los gases de escape de una turbina a gas para la generación de electricidad en una estación de compresión de gas natural

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Autores

rios. En la metodología de diseño, tres alternativas fueron evaluadas: la primera consistió en un módulo ORC con un intercambiador de calor y una caldera de aceite térmico, la segunda un ciclo Rankine de vapor con intercambiador de calor y la tercera un módulo ORC con un intercambiador de calor y una caldera de recuperación. Tras una revisión del estado del arte y la técnica la primera alternativa fue seleccionada. Ésta tiene la capacidad de generar 575 kWe netos, de los cuales 223 kWe son para autoconsumo de la planta y 352 kWe para exportar a la red eléctrica. Al realizar el análisis económico se encontró que el retorno de la inversión para el mejor escenario del precio del dólar sin tener en cuenta incentivos tributarios se da en 19,4 años y teniendo en cuenta sólo la deducción en la renta se da en 13,2 años lo cual no es viable. El alto costo del módulo ORC sumado a la falta de más incentivos tributarios y el alto precio del dólar se determinaron como causas de este resultado.

Castillo Colón, Andy Castillo Gutiérrez, Ariana Sierra Paniagua, Santiago Tatis Sierra, Miguel Ángel

Corredor Martinez, Lesmes Antonio

tutor

La recuperación de calor residual de los gases de escape de turbinas a gas representa una atractiva oportunidad que permite la reducción de emisiones de gases nocivos y costos asociados a recursos energéticos. En estaciones compresoras de gas natural que operan con turbocompresores se han llevado a cabo proyectos de esta índole. Sin embargo, el comportamiento a carga parcial de estos equipos, así como los distintos modos operativos como el bypass, durante el cual los turbocompresores se encuentran apagados, afectan en gran medida el potencial de recuperación de calor. Para este proyecto el diseño conceptual y básico del sistema de recuperación de calor con el objetivo de vender excedentes de energía a la red eléctrica nacional y el diseño de detalle de uno de los soportes de la tubería de gases de escape fue realizado, todo desde un enfoque que tuviera en cuenta aspectos técnicos como la eficiencia térmica y aspectos económicos como el retorno de la inversión e incentivos tributa-

Waste heat recovery system design Corredor Martinez, Lesmes Antonio Castillo ColĂłn, Andy Castillo GutiĂŠrrez, Ariana Sierra Paniagua, Santiago Tatis Sierra, Miguel Ă ngel

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PROJECT TEAM

for exhaust gases from gas turbine in order to produce electrical power in a gas natural compressor station

Industries nowadays are showing a huge interest to improve the energy efficiency of their processes. Waste heat recovery (WHR) from the flue gases of gas turbines reduces harmful gases emissions and costs associated with energetic resources as it has been shown in many real life applications. Natural gas compressor stations operating with turbochargers have implemented this kind of projects. However, typical part-load operation as well as different operation modes such as bypass, during which turbochargers are turned off, have shown to affect the WHR potential. The conceptual and basic design of the WHR system looking forward to generate electricity for the national grid and the detailed design of one of the structures supporting the flue gas duct from the turbocharger focusing on technical and economic aspects such as thermal efficiency and the payback period were carried out. As design methodology, three alternatives were evaluated: an ORC module with a heat exchanger and a thermal oil boiler, a steam Rankine cycle with a heat exchanger and an ORC module with a heat exchanger and a WHR boiler. The state of the art and of the technique were reviewed and therefore the first alternative was

selected. A net power generation of 575 kWe, using 223 kWe for self-consumption and 352 kWe to sell to the grid were calculated. Without considering tax incentives and considering only an income tax reduction, a payback period of 19,4 and 13,2 years respectively for the best scenario of the dollar price were calculated, reason of which the project is not economically feasible. An elevated cost of the ORC module, as well as insufficient tax incentives and the high dollar price were determined as the causes for this result.

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Diseño de un sistema de recuperación de calor

de un motor de embolo para la generación de energía eléctrica

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Autores

operación el cual fue el Organic Rankie Cylce y el módulo comercial más adecuado para la empresa. Con ayuda del programa Aspen Exchanger Desing & Rating V9 se diseñó un intercambiador de calor, el cual transfiere calor entre los gases de escape del motor y el aceite térmico Dowtherm-MX, para que luego el aceite intercambie calor con el agua dentro del sistema ORC. Se diseño el sistema de tuberías y teniendo en cuenta los requerimientos del sistema ORC escogido, se realizó la selección de la torre de enfriamiento. Se diseño la conexión entre el motor y el intercambiador de calor, se seleccionó el material que tuviera las menores pérdidas posibles y se optó por la selección de elementos comérciales. Se puede concluir que el proyecto no es viable porque requiere una gran inversión inicial que no es capaz de recuperarse con el ahorro de consumo de gas. Por lo que se propone analizar la viabilidad de un ciclo de absorción para la recuperación de calor, el cual reemplazaría a los ventiladores actualmente utilizados y, por tanto, aumentaría la eficiencia energética de la estación, al disminuir el consumo energético.

Corredor Martinez, Lesmes Antonio Jiménez Palacio, Maria Henao Cerra, Hernando Jose Maury Fernández, Diana Carolina

tutor

La estación compresora de gases a analizar cuenta con dos motores de émbolo CAT G3608, los cuales liberan gases de escape a altas temperaturas, generando un alto de grado de contaminación y pérdida de energía térmica que podrían ser aprovechas a través de un proceso para generar energía eléctrica. Debido a esto, el objetivo principal de este proyecto es tomar esta energía térmica y transformarla en energía eléctrica para aumentar la velocidad de eficiencia de la subestación. Primero, conociendo la potencia térmica disponible para la generación de energía eléctrica, la cual es baja, se seleccionó la alternativa en la cual solo se es posible producir energía eléctrica para suplir 70% del consumo actual de la planta y no producir para vender a la red.

Se eligió el sistema de recuperación de calor más óptimo para las condiciones de

Design of a heat recovery system of a Corredor Martinez, Lesmes Antonio JimĂŠnez Palacio, Maria Henao Cerra, Hernando Jose Maury FernĂĄndez, Diana Carolina

aDVISOR

PROJECT TEAM

reciprocating engine for the generation of electrical energy

The compressed gas station to be analyzed has two CAT G3608 reciprocating engines, which release exhaust gases at high temperatures, generating a high degree of contamination and loss of thermal energy that could be exploited through a process to generate energy electric Substation efficiency. First, knowing the thermal power available for the generation of electric power, which is low, we selected the alternative in which it is only possible to produce electric power to supply 70% of the current consumption of the plant and not produce to sell to the net. The most optimal heat recovery system was chosen for the operating conditions, which was the Organic Rankie Cylce and the most suitable commercial module for the company. With the help of the Aspen Exchanger Desing & Rating V9 program, a heat exchanger was designed, which transfers heat between the engine exhaust gases and the Dowtherm-MX thermal oil, so that the oil can then exchange heat with the water inside the ORC system.

The pipe system was designed and taking into account the requirements of the chosen ORC system, the selection of the cooling tower was made.

The connection between the motor and the heat exchanger was designed, the material with the least possible losses was selected and the selection of commercial elements was chosen. t can be concluded that the project is not viable because it requires a large initial investment that is not able to recover with the saving of gas consumption. So it is proposed to analyze the feasibility of an absorption cycle for heat recovery, which would replace the fans currently used and, therefore, increase the energy efficiency of the station, by reducing energy consumption.

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