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Análisis comparativo de estrategias de control basadas en model-based y data-driven para el Robot Delta de la Universidad EIA.
No full text241 páginasRESUMEN: El presente proyecto titulado “Análisis comparativo de estrategias de control basadas en model-based y data-driven para el Robot Delta de la Universidad EIA” tiene como objetivo comparar el desempeño de diferentes estrategias de control para el robot. Esta investigación es relevante ya que aborda la necesidad de identificar las estrategias más adecuadas para optimizar el rendimiento de manipuladores paralelos en aplicaciones industriales y de investigación.
Este trabajo de grado tendrá una metodología de carácter exploratorio, basada en la investigación literaria, el diseño, simulación e implementación de estrategias de control con diferentes enfoques como modelo dinámico, Direct Data-Driven e Indirect Data-Driven. Para ello, se procederá a la adquisición de diferentes señales, a través de la adecuación del sistema con instrumentación, con el fin de obtener una representación del sistema.
Adicionalmente, se llevó a cabo el rediseño y la reconstrucción del sistema mecánico del robot delta de la Universidad EIA, considerando opciones de reconfiguración estructural, con el fin de mejorar su funcionamiento para futuras aplicaciones académicas e investigativas.
Los resultados esperados de esta investigación incluirán la comparación del desempeño de las estrategias implementadas en simulación, lo que permitirá identificar qué aproximación es la más viable en términos de precisión, eficiencia y efectividad. Asimismo, el estudio proporcionará herramientas para el desarrollo académico y recomendaciones específicas que facilitarán la aplicación de estas estrategias en sistemas reales para mejorar su rendimiento general.ABSTRACT: The present project, titled “Comparative Analysis of Model-Based and Data-Driven Control Strategies for the Delta Robot at Universidad EIA”, aims to compare the performance of different control strategies applied to the Delta robot. This research is significant as it addresses the need to identify the most suitable approaches to optimize the performance of parallel manipulators in both industrial and research-oriented applications.
This undergraduate thesis follows an exploratory methodology based on literature review, design, simulation, and implementation of control strategies using various approaches, including dynamic modeling, Direct Data-Driven, and Indirect Data-Driven methods. To achieve this, different signals will be acquired by equipping the system with appropriate instrumentation, enabling an accurate representation of the system.
Additionally, the mechanical structure of Universidad EIA’s Delta robot was redesigned and rebuilt, taking into account structural reconfiguration options to enhance its functionality for future academic and research purposes.
The expected results of this study include a comparison of the performance of the implemented strategies in simulation, allowing the identification of the most viable approach in terms of accuracy, efficiency, and effectiveness. Furthermore, the research will provide academic development tools and specific recommendations that will facilitate the practical application of these strategies in real systems to improve their overall performance.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Modelo de predicción de default en pymes de la ciudad de Medellín
No full text58 páginasRESUMEN: El presente trabajo de grado tiene como objetivo desarrollar y comparar modelos predictivos para estimar el riesgo de default en pequeñas y medianas empresas (Pymes) de la ciudad de Medellín, utilizando técnicas de clasificación supervisada como regresión logística, random forest y redes neuronales. A partir de información financiera histórica proveniente de la Superintendencia de Sociedades, se construyó una base de datos con variables relevantes para el análisis del comportamiento crediticio empresarial.
Cada modelo fue entrenado y evaluado mediante métricas de desempeño como precisión, sensibilidad, especificidad y exactitud, con el fin de determinar su capacidad para discriminar entre empresas riesgosas y no riesgosas. Los resultados evidencian que el modelo de Random Forest obtuvo el mejor rendimiento general, con una exactitud del 96.3%, una alta sensibilidad de 98.7% y una precisión del 94.3%, lo que lo posiciona como la alternativa más eficaz para predecir el incumplimiento de pagos.
Se concluye que el uso de modelos avanzados de machine learning puede ser una herramienta valiosa para las entidades financieras al momento de gestionar el riesgo crediticio del segmento Pyme. Asimismo, se recomienda su integración en la etapa de análisis de riesgo dentro del proceso de otorgamiento de crédito, permitiendo una toma de decisiones más objetiva, ágil y fundamentada en datos.ABSTRACT: This undergraduate thesis aims to develop and compare predictive models to estimate the risk of default in small and medium-sized enterprises (SMEs) located in Medellín, Colombia, using supervised classification techniques such as logistic regression, random forest, and neural networks. This analysis of credit outcomes is based on historical financial data extracted from “Super intendencia de Sociedades de Colombia” – the surveillance entity for commercial companies.
Each model was trained and evaluated using performance metrics such as precision, recall, specificity, and accuracy to determine their ability to distinguish between risky and non-risky companies. The results show that the Random Forest model achieved the highest overall performance, with an accuracy of 96.3%, a recall of 98.7%, and a precision of 94.3%, making it the most effective choice for predicting credit default.
In conclusion, advanced machine learning models can serve as valuable tools for financial institutions when managing credit risk in the SME segment. Hence it is recommended that these models be integrated into the credit study process to enable more objective, efficient, and data-driven decision-making.PregradoIngeniero(a) Financiero(a
Semillero de Investigación Materiales y Procesos Alternativos 2025-1
No full textObjetivo General:
• Desarrollar competencias investigativas en estudiantes mediante la exploración de soluciones sostenibles para la creación de materiales de construcción alternativos.
Objetivos específicos:
• Diseñar mezclas cementicias para impresión 3D, considerando propiedades en estado fresco y endurecido. Formular cementos alternativos utilizando residuos industriales como materia prima.
• Evaluar el impacto técnico y ambiental de integrar principios de economía circular en el diseño de concretos
Hidrogeles inyectables con curcumina con potencial aplicación en el tratamiento de cáncer de mama
No full text150 páginasRESUMEN: El cáncer de mama sigue siendo una de las principales causas de muerte a nivel mundial. Aunque existen diversos tratamientos para las pacientes que padecen esta enfermedad, los efectos secundarios asociados afectan negativamente su calidad de vida. Por ello, desarrollar nuevas terapias contra el cáncer sigue siendo un desafío en el ámbito de la salud. Una de las estrategias más prometedoras en los últimos años son los sistemas híbridos, que combinan las propiedades únicas de hidrogeles inyectables y nanopartículas, permitiendo tratamientos locales prolongados usando compuestos anticancerígenos como la curcumina. En este estudio, se evaluó un sistema híbrido compuesto por nanopartículas de PLA-b-PEG cargadas con curcumina y un hidrogel inyectable de carboximetil quitosano–agarosa oxidada. Las modificaciones químicas de los polímeros base se realizaron exitosamente mediante oxidación y carboximetilación, confirmadas por FTIR y 1H RMN. El hidrogel obtenido mostró propiedades físicas y mecánicas ideales para aplicaciones biomédicas, como una estructura de gel estable a temperatura fisiológica (37 ºC), lo que garantiza que no se desplazará hacia tejidos cercanos tras su implantación. Además, demostró facilidad de inyección con agujas calibre 21 G, requiriendo fuerzas inferiores a 30 N, lo que asegura una administración rápida y cómoda. También, presentó alta flexibilidad, resistencia a la compresión y un módulo de rigidez similar al tejido mamario, lo que sugiere una adecuada compatibilidad biomecánica. Su capacidad de hinchamiento alcanzó hasta un 3.000 % sin alterar su geometría ni tamaño, además de mantener una alta estabilidad en PBS, mostrando poca degradación en medios acuosos. Además, la formación de enlaces dinámicos tipo imina proporcionó propiedades de autorreparación en 48 h, una propiedad favorable para materiales implantables. Asimismo, la incorporación de curcumina y nanopartículas no alteró significativamente las propiedades estructurales ni funcionales del hidrogel. Por otra parte, las nanopartículas de PLA-b-PEG, sintetizadas mediante nanoprecipitación, alcanzaron tamaños promedio de 70,30 ± 2,86 nm, un PDI de 0,192 ± 0,037 y una carga superficial de -19,81 ± 1,58 mV, características que garantizan estabilidad coloidal y biocompatibilidad. Además, lograron una eficiencia de encapsulación del 62,13 %, mejorando notablemente la solubilidad de la curcumina en medios acuosos. En condiciones de pH fisiológico (7,4) y tumoral (6,5), el sistema híbrido mantuvo comportamientos de hinchamiento y degradación similares a los del hidrogel sin curcumina, demostrando estabilidad frente a variaciones de pH. En cuanto a la liberación de curcumina, las nanopartículas fueron las más eficaces, alcanzando un 51,4 % en 96 h. En comparación, el hidrogel y el sistema híbrido presentaron liberaciones más lentas y controladas, con valores máximos de 9,96 % y 5,84 %, respectivamente. Estas diferencias reflejan la influencia de barreras físicas adicionales en el hidrogel y el sistema híbrido, que prolongan la liberación. Los mecanismos de liberación variaron entre sistemas: las nanopartículas y el sistema híbrido se ajustaron al modelo de Higuchi, predominando la difusión, mientras que el hidrogel siguió un modelo de Peppas, indicando difusión fickiana y posible erosión de la matriz. Todos los sistemas protegieron eficazmente la curcumina de la degradación, demostrando que son plataformas prometedoras para terapias contra el cáncer de mama.ABSTRACT: Breast cancer remains one of the leading causes of death worldwide. Although various treatments exist for patients suffering from this disease, the associated side effects negatively impact their quality of life. Therefore, developing new cancer therapies continues to be a major challenge in the healthcare field. One of the most promising strategies in recent years is hybrid systems, which combine the unique properties of injectable hydrogels and nanoparticles, enabling prolonged localized treatments using anticancer compounds such as curcumin. In this study, a hybrid system composed of PLA-b-PEG nanoparticles loaded with curcumin and an injectable hydrogel made of carboxymethyl chitosan–oxidized agarose was evaluated. The chemical modifications of the base polymers were successfully performed through oxidation and carboxymethylation, as confirmed by FTIR and 1H NMR. The resulting hydrogel exhibited ideal physical and mechanical properties for biomedical applications, including a stable gel structure at physiological temperature (37 °C), ensuring it would not migrate to surrounding tissues after implantation. Furthermore, it demonstrated ease of injection with 21 G needles, requiring forces below 30 N, ensuring rapid and convenient administration. The hydrogel also exhibited high flexibility, compressive strength, and a rigidity modulus similar to breast tissue, suggesting good biomechanical compatibility. Its swelling capacity reached up to 3.000 % without altering its geometry or size, along with high stability in PBS, showing minimal degradation in aqueous media. Additionally, the formation of dynamic imine bonds provided self-healing properties within 48 h, a favorable feature for implantable materials. Moreover, the incorporation of curcumin and nanoparticles did not significantly alter the hydrogel’s structural or functional properties. On the other hand, PLA-b-PEG nanoparticles synthesized by nanoprecipitation achieved an average size of 70,30 ± 2,86 nm, a PDI of 0,192 ± 0,037, and a surface charge of -19,81 ± 1,58 mV, characteristics that ensure colloidal stability and biocompatibility. Furthermore, they achieved an encapsulation efficiency of 62,13 %, significantly improving curcumin’s solubility in aqueous media. Under physiological (pH 7,4) and tumor-like (pH 6,5) conditions, the hybrid system maintained swelling and degradation behaviors similar to the hydrogel without curcumin, demonstrating stability against pH variations. Regarding curcumin release, the nanoparticles were the most effective, reaching 51,4 % release within 96 hours. In comparison, the hydrogel and hybrid system exhibited slower, controlled release profiles, with maximum values of 9,96 % and 5,84 %, respectively. These differences reflect the influence of additional physical barriers in the hydrogel and hybrid system, which prolong release. The release mechanisms varied among the systems: the nanoparticles and hybrid system followed the Higuchi model, indicating diffusion predominance, while the hydrogel adhered to the Peppas model, suggesting Fickian diffusion and possible matrix erosion. All systems effectively protected curcumin from degradation, proving to be promising platforms for breast cancer therapies.MaestríaMagíster en Ingeniería Biomédic
Evaluación financiera del hidrógeno obtenido a partir de electrólisis con diferentes fuentes de energía
No full textEn el presente trabajo se realiza un análisis financiero resulta fundamental para evaluar la viabilidad económica de los proyectos de hidrógeno verde. Este estudio compara dos escenarios de producción: uno basado en el uso de paneles solares, y otro que considera la conexión directa a la red eléctrica. Ambos modelos son evaluados a partir de indicadores financieros clave como el Valor Presente Neto (VPN), la Tasa Interna de Retorno (TIR) y el Índice de Rentabilidad (IR), con el objetivo de determinar cuál opción representa una inversión más atractiva y sostenible a largo plazo
Estimación continua de la presión alveolar en un escenario de ventilación mecánica mandatoria controlada por presión sin pausa inspiratoria
No full text74 páginasRESUMEN: El presente trabajo de grado desarrolla un modelo fisiológico del sistema respiratorio basado en un circuito resistivo-capacitivo (RC) de dos estados, con el objetivo de estimar la presión alveolar a partir de señales medibles de presión de vía aérea y volumen pulmonar. Esta propuesta surge de la necesidad de contar con herramientas no invasivas que permitan evaluar la mecánica pulmonar, considerando la interacción entre fuerzas resistivas y elásticas durante el ciclo respiratorio. La metodología se estructuró en tres etapas: modelado, identificación de parámetros y estimación de estados. Primero, se formuló el modelo matemático lineal del sistema RC mediante ecuaciones diferenciales de primer orden y su representación matricial discreta. Luego, se aplicó un procedimiento de identificación por mínimos cuadrados no lineales utilizando datos experimentales del simulador IngMar Medical bajo distintas presiones controladas, lo que permitió determinar los parámetros fisiológicos de resistencia (R), compliancia (C) y ganancia del modelo (A) en cuatro escenarios experimentales, reproduciendo con alta precisión la dinámica del sistema.
En la tercera etapa, se implementó un filtro de Kalman discreto para estimar la presión alveolar a partir del volumen pulmonar medido. El desempeño del estimador se evaluó mediante las métricas MSE, RMSE y R², validando su capacidad de reconstrucción del estado no medido. Los resultados muestran que el estimador sigue adecuadamente la dinámica temporal del modelo, con coherencia fisiológica y estabilidad numérica bajo diferentes configuraciones de las covarianzas Q y Rₖ. Posteriormente, se exploraron correlaciones empíricas entre la ganancia A y los parámetros R y C, observándose una relación dependiente del comportamiento viscoelástico del tejido pulmonar.
En conjunto, los resultados obtenidos confirman la validez del modelo RC de dos estados como representación simplificada pero precisa del sistema respiratorio. Asimismo, la aplicación del filtro de Kalman demostró ser una herramienta efectiva para la estimación en tiempo real de la presión alveolar, abriendo la posibilidad de integrar este tipo de algoritmos en plataformas de monitoreo respiratorio inteligente o sistemas de ventilación asistida adaptativa.ABSTRACT: This thesis develops a physiological model of the respiratory system based on a two-state resistive–capacitive (RC) circuit, with the objective of estimating alveolar pressure from measurable airway pressure and lung volume signals. This proposal emerges from the need for non-invasive tools to evaluate pulmonary mechanics, considering the interaction between resistive and elastic forces throughout the respiratory cycle. The methodology was structured into three stages: modeling, parameter identification, and state estimation. First, the linear mathematical model of the RC system was formulated using first-order differential equations and its discrete state-space representation. Then, a nonlinear least-squares identification procedure was applied using experimental data from the IngMar Medical simulator under different controlled pressures, allowing the determination of the physiological parameters resistance (R), compliance (C), and model gain (A) in four experimental scenarios, accurately reproducing the system’s dynamics.
In the third stage, a discrete Kalman filter was implemented to estimate alveolar pressure from the measured lung volume. The estimator’s performance was evaluated using MSE, RMSE, and R² metrics, validating its ability to reconstruct the unmeasured state. The results show that the estimator adequately follows the temporal dynamics of the model, with physiological consistency and numerical stability under different configurations of the Q and Rₖ covariances. Subsequently, empirical correlations between the gain A and the parameters R and C were explored, revealing a relationship dependent on the viscoelastic behavior of lung tissue.
Overall, the results confirm the validity of the two-state RC model as a simplified yet accurate representation of the respiratory system. Likewise, the application of the Kalman filter proved to be an effective tool for real-time estimation of alveolar pressure, opening the possibility of integrating such algorithms into intelligent respiratory monitoring platforms or adaptive assisted-ventilation systems.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Oportunidad de inversión en Ecopetrol S.A.: análisis de su valor fundamental ante la caída del precio de su acción
No full text141 páginasRESUMEN: El presente trabajo tiene como objetivo analizar a Ecopetrol S.A. desde una perspectiva financiera y estratégica para determinar si la disminución reciente en el precio de su acción corresponde a una pérdida de valor fundamental o a una oportunidad de inversión. La investigación combina el análisis del entorno macroeconómico, político y sectorial con la evaluación interna de la empresa, abarcando su estructura organizacional, estrategia corporativa, retos operativos y principales variables de desempeño. Se estudian los factores que inciden en su comportamiento, como la política energética nacional, la transición hacia fuentes renovables, la dependencia fiscal del Estado de los ingresos petroleros y la exposición a la volatilidad del precio internacional del crudo.
Adicionalmente, se examina la situación financiera de la compañía mediante el análisis de sus estados consolidados entre 2021 y 2024, considerando indicadores de liquidez, endeudamiento y rentabilidad, con el fin de evaluar su capacidad para generar valor en un entorno de creciente exigencia regulatoria y fiscal. Posteriormente, se realiza la valoración de Ecopetrol utilizando el método de flujo de caja libre operacional (FCFF), complementado con el análisis de múltiplos comparables del sector petrolero internacional. Con base en las proyecciones financieras y en la estimación del costo promedio ponderado de capital (WACC), se determina el valor patrimonial de la empresa y su precio teórico por acción, se realizan 3 escenarios de sensibilidades, y se contrastan los resultados obtenidos con su cotización de mercado. Los resultados permiten establecer la coherencia entre el valor intrínseco y el precio observado, así como evaluar la conveniencia de invertir en la acción a partir de sus fundamentos financieros, su perfil de riesgo y el contexto macroeconómico. El estudio concluye que la caída en el precio de la acción de Ecopetrol se encuentra fundamentada en el deterioro de sus resultados financieros en el período analizado (2021-2024) y que dada una valoración por flujo de caja descontado inferior al precio de mercado no representa una oportunidad de inversión.ABSTRACT: This study aims to analyze Ecopetrol S.A. from both a financial and strategic perspective to determine whether the recent decline in its share price reflects a loss of fundamental value or an investment opportunity. The research combines an assessment of the macroeconomic, political, and sectoral environment with an internal evaluation of the company’s organizational structure, corporate strategy, operational challenges, and key performance indicators. It examines the factors shaping Ecopetrol’s performance, including Colombia’s energy policy, the transition toward renewable sources, the government’s fiscal dependence on oil revenues, and exposure to international oil price volatility.
The company’s financial position is analyzed through its consolidated statements from 2021 to 2024, focusing on liquidity, leverage, and profitability indicators to assess its capacity to create value under growing regulatory and fiscal pressures. The valuation is carried out using the Free Cash Flow to the Firm (FCFF) method, complemented by a multiples analysis of comparable international oil companies. Based on financial projections and the estimation of the Weighted Average Cost of Capital (WACC), the company’s equity value and theoretical share price are determined and compared with its market price. The results allow assessing the consistency between intrinsic and market value, as well as the investment attractiveness of the stock based on its financial fundamentals, risk profile, and macroeconomic context. The study concludes that the fall in Ecopetrol's share price is based on the deterioration of its financial results in the period analyzed (2021-2024) and that given a discounted cash flow valuation lower than the market price, it does not represent an investment opportunity.MaestríaMagíster en Finanza
Evaluación de clasificadores para la identificación de pulsos de alta frecuencia en el marco del proyecto DUNE
No full text85 páginasRESUMEN: En el marco del Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), experimento que busca
estudiar el comportamiento de las partículas subatómicas de tipo neutrino, se realizó un
estudio bibliográfico de 15 algoritmos que permiten clasificar entre lo que es una señal y lo
que es ruido para la adquisición de los pulsos generados por los fotoelectrones resultantes
de la colisión entre los neutrinos y el argón líquido mediante el fenómeno de centelleo.
De los algoritmos consultados se seleccionaron tres basados en distintos enfoques: árboles
de decisión, los detectores de Neyman – Pearson y el método de la derivada modificada.
Posteriormente se realizó un simulador capaz de producir señales similares a las obtenidas
en el experimento, pudiendo generarlas con diferentes niveles energéticos, todo esto
mediante el uso de un algoritmo programado en el software Vivado®. También se realizaron
múltiples entornos de simulación en el lenguaje Python® para calcular la probabilidad de
detección de cada uno de estos algoritmos.
El algoritmo que presentó mayor probabilidad de detección (94.33%) fue la derivada
modificada, cumpliendo con los estándares del experimento DUNE (probabilidad de
detección mayor al 90%), por lo que se implementó en Vivado, esto permitió corroborar las
simulaciones hechas en Python ® y concluir que es un algoritmo idóneo para la clasificación
de señales con morfologías similares a las de los pulsos generados en DUNE de alta
frecuencia, que para el caso, requieren tasas de muestreo de 62.5Mhz.ABSTRACT: As part of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE)—an experiment aimed at studying the behavior of subatomic particles known as neutrinos, a literature review was conducted on 15 algorithms capable of classifying what constitutes a signal and what constitutes oise in the acquisition of signals generated by photoelectrons. These photoelectrons result from the collision between neutrinos and liquid argon through a scintillation phenomenon.
From the reviewed algorithms, three were selected based on different approaches: decision trees, Neyman–Pearson detectors, and the modified derivative method. A simulator was then developed to produce signals similar to those obtained in the actual experiment, allowing signal generation at various energy levels using Vivado ®. Additionally, multiple simulation environments were implemented in Python® to compute the detection probability of each of these algorithms.
The algorithm that achieved the highest detection probability (94.33%) was the modified derivative method, meeting DUNE's standard (detection probability greater than 90%). As a result, it was implemented in Vivado®, allowing the validation of the Python® simulations and confirming that this algorithm is suitable for classifying signals with morphologies like the high-speed pulses generated in DUNE, which in this case require sampling frequencies of 62.5 MHz.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Estudio de la viabilidad para la creación de un centro de bienestar infantil con enfoque holístico en oriente antioqueño
No full text81 páginasRESUMEN: Este estudio analiza la viabilidad para establecer un centro de bienestar infantil con enfoque holístico en el Retiro Antioquia. El proyecto no aborda un problema puntual, sino que explora la posibilidad de implementar este tipo de centro en la región. Esta iniciativa es relevante, ya que busca garantizar los derechos fundamentales de los niños, fomentar la equidad social, estimular el desarrollo económico y social, y ofrecer un espacio para el crecimiento integral de la infancia. En términos de impacto, el centro contribuiría al desarrollo de una sociedad más justa y próspera, al invertir en la niñez y sentar bases sólidas para un futuro con ciudadanos comprometidos y productivos, promoviendo el progreso regional a largo plazo.
Para evaluar esta viabilidad, se empleó una metodología exhaustiva que incluye la elaboración de un plan de negocios, formulación y evaluación del proyecto, análisis PESTEL, estudio de mercado, clasificación de la investigación de mercado, marketing mix, y estudios de viabilidad técnica, financiera y legal.
Los resultados preliminares indican que existen condiciones favorables para la creación del centro y que se están cumpliendo los objetivos propuestos en cuanto a impacto social y económico. Este análisis sugiere que el Oriente Antioqueño representa una gran oportunidad para desarrollar este tipo de proyecto, alentando la continuación de los estudios y gestiones necesarios para su implementación exitosa.ABSTRACT: This study examines the feasibility of establishing a children’s wellness center with a holistic approach in Eastern Antioquia. Rather than addressing a specific problem, the project explores the potential to implement this type of center in the region. This initiative is significant as it aims to guarantee children’s fundamental rights, foster social equity, stimulate economic and social development, and provide a space for the comprehensive growth of children. In terms of impact, the center would contribute to building a more just and prosperous society by investing in children and laying a solid foundation for a future with committed, productive citizens, thus promoting long-term regional progress.
To assess this feasibility, an exhaustive methodology was employed, including the development of a business plan, project formulation and evaluation, Porter’s Five Forces analysis, PESTEL analysis, market study, market research classification, marketing mix, and technical, financial, and legal viability studies.
Preliminary results indicate that favorable conditions exist for creating the center and that the proposed social and economic objectives are being met. This analysis suggests that Eastern Antioquia represents a significant opportunity for developing this type of project, encouraging the continuation of necessary studies and actions for its successful implementation.PregradoIngeniero(a) Administrativo(a