Repositorio de Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
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Tactical planning and vehicle allocation in a mass transit system using mixed integer programming models and heuristic methods.
No full textDiapositivas en formato pdf con los colores institucionales de la Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoContiene una breve descripción del problema a tratar, el planteamiento de la solución a partir del uso de modelos matemáticos, los resultados a los que se llegó al poner en marcha el modelo en un ambiente controlado y finalmente algunas aplicaciones de este modelo en otros contextos.It contains a brief description of the problem to be dealt with, the approach to the solution based on the use of mathematical models, the results reached by implementing the model in a controlled environment and finally some applications of this model in other contexts.Investigación de Operacione
Evaluación de propiedades biológicas de una matríz polimérica de polietilenglicol, nanohidroxiapatita y puntos de carbono para regeneración ósea
No full textÉste trabajo tiene como objetivo la síntesis y evaluación biológica de scaffolds poliméricos a base de puntos de carbono embebidos en nanohidroxiapatita para la regeneración ósea. Para la caracterización de PC y nHA-PC se emplea espectrofotometría UV-Vis (emisión y absorción) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para el caso de PC, nHA, nHA-PC y PEG-nHA-PC. Se realizan pruebas de citotoxicidad en nHA, nHA-PC y PEG:nHA-PC con proporciones 80:20, 70:30 y 60:40, mediante ensayos MTT y azul tripán en líneas 3T3 y vero.This work aims at the synthesis and biological evaluation of polymeric scaffolds based on carbon dots embedded in nanohydroxyapatite for bone regeneration. UV-Vis spectrophotometry (emission and absorption) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) are used to characterize PC, nHA, nHA-PC, and PEG-nHA-PC. Cytotoxicity tests are performed on nHA, nHA-PC, and PEG:nHA-PC with ratios of 80:20, 70:30, and 60:40, using MTT and trypan blue assays on 3T3 and vero cells.Índice general
Agradecimientos I
Resumen II
Organización del documento III
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1. Motivación 1
1.2. Proyecto relacionado 3
1.3. Objetivos del proyecto 3
1.3.1. Objetivo general 3
1.3.2. Objetivos específicos 3
1.4. Contribuciones 4
2. ESTADO DEL ARTE 5
2.1. Tejido óseo 5
2.2. Anatomía del hueso 5
2.3. Defectos óseos 6
2.4. Scaffolds en regeneración ósea 7
2.5. Pruebas de citotoxicidad 7
2.5.1. MTT 7
2.5.2. Azul tripán 8
2.6 Revisión bibliográfica: Pruebas de migración celular 25
3. METODOLOGÍA 9
3.1. Síntesis de puntos de carbono (PC) 9
3.2. Síntesis de puntos de carbono embebidos en nanopartículas de hidroxiapatita (nHA-PC) 10
3.3. Síntesis de scaffolds a base de polietilenglicol y puntos de carbono embebidos
en nanohidroxiapatita (PEG-nHA-PC) 10
3.4. Pruebas de caracterización 11
3.4.1. Espectrofotometría UV-Vis - absorbancia y espectroscopía de fluorescencia - emisión 12
3.4.2. Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) 12
3.5. Pruebas biológicas 13
3.5.1. Pruebas de citotoxicidad 13
3.5.1.1. MTT 13
3.5.1.2. Azul tripán 14
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 17
4.1. Síntesis y caracterización de puntos de carbono (PC) 17
4.2. Síntesis y caracterización de puntos de carbono embebidos en nanohidroxiapatita (nHA-PC) 18
4.3. Síntesis y caracterización de scaffolds a base de polietilenglicol y puntos de carbono embebidos en nanohidroxiapatita (PEG-nHA-PC) 20
4.4. Pruebas biológicas 22
4.4.1. Pruebas de citotoxicidad 22
4.4.1.1. MTT 23
4.4.1.2. Azul tripán 24
4.4.2. Revisión bibliográfica: Pruebas de migración celular 26
5. CONCLUSIONES 27
6. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 28
6.1. Recomendaciones 28
6.2. Trabajos futuros 28
7. REFERENCIAS 29PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Clasificación de gestos con inteligencia artificial para el control de una prótesis de miembro superior mediante señales de sEMG provenientes de una Myo Armband
No full textEn la actualidad existen diferentes factores por los cuales una persona podría padecer la
pérdida de una de sus extremidades superiores, entre las más comunes están las anomalías
congénitas y las amputaciones. Según la OMS estas anomalías se denominan también defectos
de nacimiento y se trata de anomalías tanto estructurales como funcionales. Estas puedes
desencadenar discapacidades crónicas que resultan en un gran impacto para la persona que
lo padece, sus familias, los sistemas de salud y la sociedad.
Las prótesis de miembro superior son dispositivos que sustituyen un brazo o mano amputada. Estas pueden reemplazar miembros con amputaciones transcarpales, amputaciones por
debajo o arriba del codo y desarticulaciones de muñeca, codo u hombro. Además existen
diferentes tipos de tecnologías para estas, como por ejemplo: prótesis mécanicas, eléctricas,
pasivas, neumáticas y mioeléctricas.
Algunas de las desventajas de estás prótesis son: en las pasivas no existe movimiento
alguno, por lo que carece de funcionalidad para la persona, las prótesis mécanicas están
limitadas debido a que la precisión es mínima, no se puede controlar la fuerza del agarre y
la posición exacta para ejecutar diferentes gestos. Por último las prótesis mioélectricas tienen
más ventajas, debido a que las señales de control provienen de los músculos involucrados en
los movimientos por lo tanto permite realizar una especie de lazo cerrado.
Debido a las desventajas que tienen cada una de estás prótesis, en los últimos tiempos se
ha estado avanzando en el desarrollo de la inteligencia artificial (IA) para mejorar exactamente
el control de estas. Uno de los retos más importantes es permitir la interacción natural entre
humanos y robots mediante el aprovechamiento de las señales neuronales adquiridas del cuerpo
humano para comunicarse con las máquinas, por lo que los sistemas de IA basados en sEMG
son de los más populares. Estos sistemas de IA ofrecen diferentes métodos para resolver el
sistema de comunicación cerebro-máquina y a su vez una precisión y control más alto durante
los gestos de agarre, pinza y mano abierta.At present there are different factors by which a person could suffer the loss of one of their upper limbs, among the most common are congenital anomalies and amputations. According to the WHO, these anomalies are also called birth defects and are both structural and functional anomalies. These can trigger chronic disabilities that result in a great impact for the person who suffers from it, their families, health systems and society.
Upper limb prostheses are devices that replace an amputated arm or hand. They can replace members with transcarpal amputations, above or below elbow amputations, and wrist, elbow, or shoulder disarticulations. In addition, there are
different types of technologies for these, such as: mechanical, electrical, passive, pneumatic and myoelectric prostheses.
Some of the disadvantages of these prostheses are: in the passive there is no movement, so it lacks functionality for the person, mechanical prostheses are limited because the precision is minimal, the strength of the grip cannot be controlled and the exact position to execute different gestures. Lastly, myoelectric prostheses have more advantages, since the control signals come from the muscles involved in the movements, thus allowing a kind of closed loop to be performed.
Due to the disadvantages that each of these prostheses have, in recent times progress has been made in the development of artificial intelligence (AI) to precisely improve their control. One of the biggest challenges is enabling natural human-robot interaction by harnessing neural signals acquired from the human body to communicate with machines, which is why sEMG-based AI systems are among the most popular. These AI systems offer different methods to solve the brain-machine communication system and in turn higher precision and control during grasping, pincer and open hand gestures.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Implementation of an adaptable biomedical device for the lower limb, as a support tool for the patient in the hydrotherapy service at the Universidad de la Sábana clinic.
No full textIntroducción: Un accidente cerebrovascular es un evento clínico agudo que causa alteraciones localizadas de la función cerebral debido a una disminución o interrupción del suministro sanguíneo. En este sentido, una persona que sufra un ACV se caracteriza por manifestar síntomas tales como dificultad para hablar, parálisis de cara, brazos y/o piernas, y alteración de su patrón de marcha.
Los accidentes cerebrovasculares representan la segunda causa de muerte a nivel mundial, y el principal causante de discapacidad. Debido a esto, la OMS propone la implementación de programas de rehabilitación interdisciplinarios, con el objetivo de obtener la mayor recuperación posible de funcionalidad del paciente, donde se define la rehabilitación como una serie de intervenciones orientadas a la optimización del funcionamiento y la disminución de la discapacidad, en personas que presenten alteraciones a nivel de su salud, y debido a las cuales se vea afectada la relación con su entorno. Según el medio en que se desarrollan estas intervenciones, se evidencian dos modalidades para clasificar la rehabilitación física, la terapia en tierra y la hidroterapia o terapia acuática.
Ahora bien, en la literatura se ha reportado que al integrar tecnologías de rehabilitación en las sesiones de terapia en tierra es posible obtener mejores resultados. En contraste con esto, existe poca investigación enfocada a desarrollar y evaluar el efecto de implementar tecnologías de rehabilitación en los procesos de terapia física en agua. De esta manera, se plantea la pregunta de investigación ¿Cómo implementar un dispositivo biomédico de tipo exoesqueleto, activo y adaptable para miembro inferior, que este enfocado para trabajo en sesiones de Hidroterapia, y que favorezca el patrón de marcha de pacientes que presenten secuelas de eventos cerebrovasculares?
Objetivo: Diseñar e implementar un dispositivo biomédico de tipo exoesqueleto activo, adaptable a las características musculoesqueléticas de los miembros inferiores de pacientes que presenten secuelas de accidentes cerebrovasculares, para apoyar y/o ejecutar el movimiento de flexión de la articulación de la cadera y la flexo-extensión de la articulación de la rodilla, durante una sesión de hidroterapia en la clínica universidad de la sábana.
Metodología: El presente proyecto se desarrolló en cuatro fases principales: Búsqueda de la necesidad, delimitación de la solución, desarrollo e implementación del dispositivo y pruebas de funcionamiento. Durante la primera fase se identificó la oportunidad de integrar dispositivos biomédicos que apoyen las sesiones terapéuticas. En la segunda fase se realizó una revisión del estado del arte y se decidió trabajar con Soft Robotics. Para la tercera fase se desarrolló e implementó, en un esquema de componentes modulares, el prototipo del dispositivo biomédico. Finalmente, se realizaron pruebas de funcionamiento.
Resultados: Se presentan los resultados obtenidos. Inicialmente se muestran datos referentes a la fabricación y caracterización de los actuadores del prototipo. Posteriormente, se presenta la implementación de la componente estructural del prototipo. Por último, se exponen los rangos de movimiento logrados por el dispositivo.
Conclusión: El desarrollo e implementación de un dispositivo biomédico de tipo exoesqueleto, que permita ejecutar movimientos a nivel de miembro inferior y sea capaz de funcionar en un medio acuático, es un proyecto innovador que puede impactar en la evolución del proceso de rehabilitación de pacientes con limitaciones motoras.Introduction: A stroke is an acute clinical event that causes localized alterations in brain function due to a decrease or interruption of blood supply. In this sense, a person suffering a stroke is characterized by symptoms such as slurred speech, paralysis of the face, arms and/or legs, and altered gait pattern.
Strokes represent the second leading cause of death worldwide, and the main cause of disability. Because of this, the WHO proposes the implementation of interdisciplinary rehabilitation programs, with the aim of obtaining the greatest possible recovery of the patient's functionality, where rehabilitation is defined as a series of interventions aimed at optimizing the functioning and reducing disability in people who have alterations in their health, and due to which the relationship with their environment is affected. According to the environment in which these interventions are developed, there are two modalities to classify physical rehabilitation: land therapy and hydrotherapy or aquatic therapy.
However, it has been reported in the literature that by integrating rehabilitation technologies into land-based therapy sessions it is possible to obtain better results. In contrast to this, there is little research focused on developing and evaluating the effect of implementing rehabilitation technologies in water-based physical therapy processes. Thus, the research question is: How to implement a biomedical device of the exoskeleton type, active and adaptable for lower limb, which is focused on working in hydrotherapy sessions, and that favors the gait pattern of patients who present sequelae of cerebrovascular events?
Objective: To design and implement a biomedical device of the active exoskeleton type, adaptable to the musculoskeletal characteristics of the lower limbs of patients who present sequelae of cerebrovascular accidents, to support and/or execute the flexion movement of the hip joint and the flexo-extension of the knee joint, during a hydrotherapy session in the clínica universidad de la sábana.
Methodology: The present project was developed in four main phases: search for the need, delimitation of the solution, development and implementation of the device, and functional testing. During the first phase, the opportunity to integrate biomedical devices that support therapeutic sessions was identified. In the second phase, a review of the state of the art was conducted and it was decided to work with Soft Robotics. For the third phase, the prototype of the biomedical device was developed and implemented in a modular component scheme. Finally, functional tests were performed.
Results: The results obtained are presented. Initially, data concerning the fabrication and characterization of the actuators of the prototype are shown. Subsequently, the implementation of the structural component of the prototype is presented. Finally, the ranges of motion achieved by the device are presented.
Conclusion: The development and implementation of a biomedical device of the exoskeleton type, which allows the execution of movements at the lower limb level and is capable of functioning in an aquatic environment, is an innovative project that can have an impact on the evolution of the rehabilitation process of patients with motor limitations.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Evaluación del efecto de tratamientos térmicos de envejecido en aceros inoxidables C+B+N
No full textEn este artículo se identificó la evolución de la microestructura de un acero
inoxidable modificado con B y N al aplicar tratamientos térmicos de envejecido
artificial con diferentes tiempos de sostenimiento. Se encontró que la dureza general del acero disminuyó entre 0,4 y 15 puntos HRC con el aumento en el tiempo
de sostenimiento del envejecido; Sugiriendo dos posibles comportamientos, el primero por un crecimiento en los precipitados de aproximadamente un orden de
magnitud con respecto al tamaño optimo reportado en la literatura, y el segundo
por la formacion de fases de bajas propiedades mecánicas como la fase sigma.
El presente estudio permite concluir que la composición planteada para el acero
hace que sea sensible a la temperatura debido a la pérdida acelerada de la dureza
con los diferentes tratamientos térmicos aplicados.In this article, artificial aging heat treatments with different holding times were applied to modified stainless steel with B and N specimens to characterize the
microstructure evolution. The results showed that hardness decreased between
0,4 and 15 HRC product of the increase in holding time. This behavior might be
caused by precipitate growth up to one order of magnitude compared to optimal
sizes reported in the literature. Other causes related to the possible formation of
phases with low mechanical properties such as the sigma phase. This information
allows us to conclude that the composition proposed for the steel makes it sensitive to temperature due to the accelerated loss of hardness with the different heat
treatments applied.PregradoIngeniero(a) Mecánico(a
Comportamiento sísmico de edificios de muros delgados de concreto reforzado, una revisión de literatura
No full textLos muros estructurales en concreto reforzado (CR) son uno de los elementos de
resistencia a cargas laterales más comunes en edificaciones de concreto reforzado y se
caracterizan por proporcionar alta rigidez cuando se someten a cargas en su plano. Para
garantizar un adecuado comportamiento de acuerdo con los niveles de desempeño
propuestos por las normativas, este elemento debe responder a las solicitaciones sísmicas
con suficiente ductilidad y capacidad de disipación de energía, de tal forma que cualquier
modo de fallo que pueda afectar su comportamiento debe ser impedido hasta que se
alcance el nivel de desempeño deseado.Structural walls in reinforced concrete (RC) are one of the elements of
resistance to the most common lateral loads in reinforced concrete buildings and is
They are characterized by providing high rigidity when subjected to loads in their plane. For
ensure proper behavior in accordance with performance levels
proposed by the regulations, this element must respond to the seismic requests
with sufficient ductility and energy dissipation capacity, such that any
failure mode that may affect its behavior should be prevented until it is
achieve the desired level of performance.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi
Estudio y evaluación de convivencia y compatibilidad de los servicios existentes entre las estaciones terrenas a bordo de aeronaves y barcos (ETEM) con las estaciones actuales y planificadas para la banda de frecuencias 12,75-13,25 GHz (Tierra-espacio).
No full textDurante la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones desarrollada en Egipto
en el año 2019[1] se establecieron unas normas y recomendaciones para el
desarrollo de estudios en los sistemas fijos por satélite (SFS), más
concretamente en la resolución 172 de dicha jornada, donde se trató el tema de
funcionamiento de las estaciones terrenas a bordo de aeronaves y barcos que
se comunican con satélites geoestacionarios de servicio fijo por satélite en el
enlace de subida (Tierra-espacio) en la banda de frecuencias de 12,75-13,25
GHz.
En este artículo se analiza y evalúa la convivencia y compatibilidad de
interferencia entre los servicios en estaciones terrenas a bordo de aeronaves y
barcos (en adelante ETEM) y los servicios fijos por satélite (SFS) para Colombiaregión 2; ambos se encuentran en funcionamiento en la banda de frecuencias de
12,75 a 13,25 GHz y se comunican con estaciones geoestacionarias a través de
un enlace de subida.
La metodología utilizada fue investigar las especificaciones técnicas y
características de cada servicio, luego, se identificaron y seleccionaron
diferentes escenarios con los cuales se podían presentar casos de interferencia,
posteriormente se hizo un estudio de las posibles ubicaciones donde se pueden
dar casos de interferencia entre estos servicios en Colombia, para finalmente,
establecer los criterios de interferencia, realizar la respectiva simulación en
SEAMCAT para recopilar los valores de las variables de interés y hacer una
análisis de dichos resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos permiten inferir que se realiza con éxito la
compatibilidad de la banda al hacer uso de distancias a partir de los 50Km entre
los servicios primarios, y los servicios interferentes, siempre y cuando se haga
uso de un ancho de banda de 3.5MHz, sin despreciar la clasificación realizada
en los umbrales de interferencia como: admisible, aceptable y perjudicial.During the World Radiocommunication Conference held in Egypt in 2019[1],
standards and recommendations were set up for the development of studies in
fixed-satellite systems (FSS), more specifically in resolution 172 of that day,
where the issue of operation of earth stations on board planes and ships that
communicate with geostationary satellites of the fixed-satellite service in the
uplink (Earth-to-space) in the 12.75-13.25 GHz frequency band.
This article analyzes and evaluates the coexistence and compatibility of
interference between services in mobile earth stations (MES) and fixed satellite
services (FSS) that are in operation in the frequency band from 12.75 to 13.25
GHz and communicate with geostationary stations focused on region two.
For this, the technical specifications and characteristics of each service were
investigated, then, different scenarios were identified and selected where cases
of interference could occur, later a study was made of the possible locations
where cases of interference between these services could occur in Colombia, to
viii
finally establish the interference criteria, carry out the respective simulation in
SEAMCAT to collect the values of the variables of interest and make an analysis
of said results previously obtained.
The results obtained allow to infer that the compatibility of the band is successfully
conducted when using distances of more than 50Km between the primary
services and the interfering services, if a bandwidth of 3.5MHz is used, without
disregarding the classification made in the interference thresholds as: admissible,
acceptable, and harmful.PregradoIngeniero(a) Electrónico(a
Ranking del riesgo de mercado de los bancos que cotizan en la bolsa de valores de Colombia (BVC) utilizando metodologías VaR para el periodo de enero de 2020 a marzo de 2022
No full textLa sociedad en el último tiempo ha venido adquiriendo educación en el tema financiero con el fin de obtener conocimiento y así poder invertir en activos que les generen rendimientos- por ejemplo, las acciones- con los excedentes de efectivo que poseen. Estos activos están expuestos a distintos riesgos que se presentan en el mercado día a día, por lo tanto, el precio de estos, puede aumentar generando ganancias o tener un efecto inverso. Por otro lado, las entidades de crédito, como los bancos, manejan grandes sumas de liquidez, en parte, gracias a la emisión de acciones que sacan al mercado en la Bolsa de Valores de Colombia (BVC) para que las personas inviertan en su firma y puedan obtener dividendos. En consecuencia, se mostrará cuáles son los principales bancos en Colombia, es decir, los más recurridos por las personas y se dará a conocer cada una de las acciones preferentes y ordinarias que se cotizan en la BVC para observar cual puede ser su máxima perdida para cada una de estas. Para esto se utilizará el VaR (Value at Risk o Valor en Riesgo) con cinco metodologías conocidas y utilizadas por el sector financiero para disminuir el riesgo de invertir en estos activos y que las personas sepan a qué se pueden enfrentar.https://catalogo.escuelaing.edu.co/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=23092PregradoEconomia Con Enfasis en Finanza
Documentación y análisis de los procesos de Planeación Estratégica y Financiera, y Gestión de proyectos y logística en una empresa
No full textEl objetivo principal de esta investigación es documentar y proponer mejoras a dos procesos críticos utilizando la metodología Business Process Management BPM como un sistema integrado de gestión de procesos en una empresa de construcción de estructuras metálicas para puentes y obras civiles, con el fin de proponer mejoras que logren una reducción de costos y una administración eficiente de los recursos. Se realizaron entrevistas semiestructuradas a todo el personal, y con base en la información se documentaron los procesos que pertenecen según la cadena de valor a procesos estratégicos y de apoyo; se observaron falencias y se plantearon las mejoras correspondientes.The principal objective of this research is to document and propose improvements to two critical processes using the Business Process Management BPM methodology as an integrated process management system in a construction company of metallic structures for bridges and civil works, in order to propose improvements that achieve cost reduction and efficient resource management. Semi-structured interviews were conducted with all personnel, and based on the information, the processes that belong to strategic and support processes according to the value chain were documented; shortcomings were observed and the corresponding improvements were proposed.BP
Polimezcla
No full textTeniendo en cuenta el giro que está tomando la economía mundial y nacional hacia una perspectiva circular, el presente estudio tiene como objetivo analizar las propiedades físicas y mecánicas de mezclas realizadas entre resina de PVC virgen y resina de PVC reciclado, con adición de fibra de vidrio como agente de refuerzo. Las mezclas de PVC se procesaron añadiendo 10, 20 y 30% de material reciclado, y 3% de fibra de vidrio a una de ellas. Se encontró que la adición de PVC reciclado no afecta la resistencia a tensión, rigidez o resistencia a fractura del material. Sin embargo, el uso de PVC reciclado sí incrementa la capacidad el porcentaje de elongación del material, lo cual no es bueno en el uso de sus diferentes aplicaciones. En cuanto a la adición de fibra de vidrio, se observó que ésta tampoco afectó las propiedades a tensión de esfuerzo máximo, rigidez o resistencia a fractura, pero sí disminuye la capacidad de deformación plástica que le provee el material reciclado. Esto es algo positivo para las diferentes aplicaciones del PVC.Taking into account the turn that the world and national economy is taking towards a circular perspective, the present study aims to analyze the physical and mechanical properties of mixtures made between virgin PVC resin and recycled PVC resin, with the addition of fiberglass. as a reinforcing agent. The PVC mixtures were processed by adding 10, 20 and 30% recycled material, and 3% fiberglass to one of them. It was found that the addition of recycled PVC does not affect the tensile strength, stiffness or fracture resistance of the material. However, the use of recycled PVC does increase the elongation percentage of the material, which is not good for its different applications. Regarding the addition of fiberglass, it was observed that this did not affect the properties at maximum stress tension, stiffness or resistance to fracture, but it did reduce the plastic deformation capacity provided by the recycled material. This is something positive for the different applications of PVC.PregradoIngeniero(a) Industria