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Modelación y simulación de los efectos de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en la mecánica respiratoria
No full text66 páginasRESUMEN: La mecánica respiratoria está influenciada por la presencia de compuestos orgánicos volátiles (COV) en el ambiente, los cuales representan un riesgo significativo para la salud humana. Estos compuestos, ampliamente emitidos en entornos urbanos e industriales, pueden alterar la función pulmonar al incrementar la reactividad de las vías respiratorias, afectar los mecanismos de defensa naturales y generar síntomas como irritación, tos y mayor producción de moco. No obstante, la investigación exhaustiva sobre sus efectos directos en la mecánica respiratoria enfrenta retos importantes, debido a lo invasivo de los métodos necesarios para evaluar el funcionamiento de las vías respiratorias y las limitaciones éticas asociadas al estudio en humanos.
Este proyecto tiene como objetivo implementar un modelo matemático que permita analizar de manera segura y no invasiva los efectos de los COV en la mecánica respiratoria, utilizando herramientas de mecánica de fluidos computacional (CFD), facilitando el análisis en condiciones que simulan situaciones fisiológicas reales.
La metodología propuesta se basa en tres etapas principales: modelación geométrica de las vías respiratorias, simulación computacional del flujo de aire y los COV bajo diferentes condiciones fisiológicas, y evaluación experimental del modelo mediante pruebas comparativas en un simulador. Este enfoque busca validar el desempeño del modelo y establecerlo como una herramienta efectiva para el estudio de los efectos respiratorios de los COV.ABSTRACT: Respiratory mechanics are influenced by the presence of volatile organic compounds (VOCs) in the environment, which pose a significant risk to human health. These compounds, widely emitted in urban and industrial settings, can impair pulmonary function by increasing airway reactivity, disrupting natural defense mechanisms, and causing symptoms such as irritation, coughing, and increased mucus production. However, in-depth research on their direct effects on respiratory mechanics faces major challenges due to the invasiveness of the methods required to study airway function and the ethical constraints associated with human studies.
This project aims to develop a mathematical model that enables the safe and non-invasive analysis of the effects of VOCs on respiratory mechanics, employing computational fluid dynamics (CFD) tools to facilitate analysis under conditions that simulate real physiological scenarios.
The proposed methodology consists of three main stages: geometric modeling of the respiratory airways, computational simulation of airflow and VOC dynamics under different physiological conditions, and experimental evaluation of the model through comparative testing in a simulator. This approach seeks to validate the model's performance and establish it as an effective tool for studying the respiratory effects of VOCs.PregradoOtr
Sistema de control para un KIT agrivoltaico hidropónico
No full text108 páginasRESUMEN: El cambio climático es una de las mayores preocupaciones en el mundo actualmente, lo que ha impulsado la implementación progresiva de energías renovables para contrarrestar sus efectos. Sin embargo, estas fuentes de energía también generan impactos ambientales significativos. Similarmente, la agricultura, vital para la subsistencia humana, contribuye a problemas como la deforestación y la pérdida de biodiversidad.
En este trabajo de grado, se propone el diseño e implementación de un sistema de control para un KIT agrivoltaico hidropónico, buscando mitigar los impactos ambientales asociados con la generación de energía y la agricultura. La propuesta se basa en la obtención de información a través del estado del arte en temas como energías renovables y metodologías para cultivos hidropónicos, creando así un diseño ajustado a las necesidades identificadas. El objetivo principal es construir un prototipo que incorpore un sistema de control y monitoreo, facilitando su uso y promoviendo la sostenibilidad en ambos sectores.ABSTRACT: Climate change is a major concern in the world today, which has prompted the progressive implementation of renewable energies to counteract its effects. However, these energy sources also generate significant environmental impacts. Similarly, agriculture, vital for human subsistence, contributes to problems such as deforestation and biodiversity loss.
In this degree work, I propose the design and implementation of a control system for a hydroponic agrivoltaic KIT, seeking to mitigate the environmental impacts associated with energy generation and agriculture. The proposal is based on obtaining information through experts in renewable energies, as well as methodologies for hydroponic crops, thus creating a design adjusted to the identified needs. The main objective is to build a prototype that incorporates a control and monitoring system, facilitating its use and promoting sustainability in both sectors.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Manipulador robótico de materiales radioactivos en pozos petroleros
No full text81 páginasRESUMEN: En la industria petrolera, la radiación ionizante se emplea en diversos procesos críticos, lo cual implica riesgos significativos para la salud de los trabajadores que deben manipular materiales radioactivos en entornos operativos. Esta exposición directa a la radiación durante la ejecución de tareas plantea la necesidad de un sistema que permita mitigar dichos riesgos y proteger la salud de los empleados.
Para abordar este problema, el presente trabajo de grado desarrolla un dispositivo mecatrónico destinado a la manipulación segura de materiales radioactivos en la industria petrolera. La metodología empleada se estructuró en varias etapas fundamentales. En primer lugar, se realizó una investigación exhaustiva para comprender las características y necesidades específicas del entorno operativo petrolero, identificando los desafíos y riesgos asociados al manejo de fuentes radioactivas. Posteriormente, se llevó a cabo la concepción y diseño de un prototipo que integra funcionalidades claves de manipulación a distancia. Este desarrollo fue acompañado de la implementación de un sistema de control preciso, que permite operar el dispositivo remotamente y alejar así al operario de la zona de radiación. Finalmente, el dispositivo fue evaluado mediante pruebas en entornos controlados, lo cual permitió verificar su eficacia y plantear ajustes de diseño y control con base en los resultados obtenidos.
Los resultados de este trabajo de grado permiten concluir que el dispositivo mecatrónico propuesto es capaz de realizar funciones de manipulación y transporte a distancia de materiales radioactivos, acercándose a las condiciones y requerimientos de un entorno real. El prototipo físico desarrollado y las evaluaciones teóricas realizadas permitieron identificar mejoras necesarias para futuras versiones, con el objetivo de alcanzar un dispositivo plenamente funcional en el contexto industrial. Este trabajo proporciona una base para la continuación del proyecto, abarcando tanto una validación experimental inicial como una serie de consideraciones teóricas y operativas esenciales para su eventual implementación en la industria.ABSTRACT: In the oil industry, ionizing radiation plays a crucial role in various processes, presenting significant health risks to workers who handle radioactive materials in operational environments. Direct exposure to radiation during tasks underscores the urgent need for a system that minimizes these risks and safeguards the health of employees.
To address this challenge, this thesis develops a mechatronic device designed for the safe handling of radioactive materials in the oil industry. The methodology involved several key stages. First, a comprehensive investigation was conducted to understand the specific characteristics and needs of the operational environment, identifying the risks and challenges related to the handling of radioactive sources. Next, the design and development of a prototype took place, integrating essential functions for remote manipulation. This was followed by the implementation of a precise control system that enables remote operation, keeping the operator safely away from radiation zones. Finally, the device was tested in simulated environments to assess its effectiveness, allowing for the identification of areas for improvement in design and control based on the test results.
The results of this thesis demonstrate that the proposed mechatronic device is capable of performing remote manipulation and transportation of radioactive materials, closely meeting the conditions and requirements of a real-world environment. The physical prototype, along with theoretical evaluations, revealed key areas for enhancement in future iterations, with the goal of achieving a fully functional device for industrial use. This work lays the groundwork for continuing the project, offering both initial experimental validation and essential theoretical and operational insights for its future implementation in the industry.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Sistema de retroalimentación en el espacio de trabajo del Robot ABB por medio de tecnologías de visión artificial
No full text90 páginasRESUMEN: El proyecto desarrolla un sistema de retroalimentación para el robot ABB IRB 140 del laboratorio de la Universidad EIA, utilizando tecnologías de visión artificial para mejorar su interacción con el entorno de trabajo. La metodología incluyó la recopilación de información técnica del robot, la selección de la cámara OAK-D y el modelo YOLOv8 por su precisión y velocidad en detección de objetos, y la implementación de algoritmos de deep learning para reconocimiento y seguimiento. Se estableció comunicación entre el sistema de visión y el robot mediante protocolos TCP/IP y OPC, integrando lenguajes Python, MATLAB y RAPID. Las pruebas realizadas mostraron una mejora significativa en la precisión del robot, con errores reducidos a 2.41 cm en el eje X y 1.88 cm en el eje Y tras correcciones, logrando así un sistema eficiente para tareas dinámicas, aunque se recomienda optimizar aún más para aplicaciones de alta precisión.ABSTRACT: The increasing demand for standardized products at low cost has driven the adoption of industrial robots to enhance efficiency and productivity in manufacturing. However, these robots often lack information about their workspace, as they are not equipped with sensors that provide environmental data, preventing them from reacting to changes in their workspace. In this context, the ABB robot in the robotics laboratory at Universidad EIA does not have a feedback system that allows it to interact with its environment.
This research aims to implement a feedback system using artificial vision technologies to enable the ABB robot at Universidad EIA to effectively interact with its workspace. Through this system, it is expected to improve the robot’s ability to adapt to changes and dynamics in its environment, thereby increasing its operational efficiency and safety.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Implementación de la metodología BIM y análisis de datos en la optimización del seguimiento y control de obra en estructuras de concreto armado
No full text110 páginasRESUMEN: Garantizar el control de todo el proceso de construcción es indispensable para planificar y cumplir con los indicadores de desempeño, costo, tiempo y calidad que requiere un proyecto. Para lograrlo, es necesario realizar un análisis periódico de la ejecución de la obra que permita una correcta toma de decisiones. Muchas empresas aún utilizan métodos tradicionales para el control y seguimiento de obra, lo que limita el aprovechamiento de los datos generados por la metodología BIM. Esta situación presenta una oportunidad para mejorar la integración de la información de avance de obra con el modelado 3D, optimizando la toma de decisiones y reduciendo sobrecostos, lo cual, ante esta necesidad, se hace evidente la implementación de nuevas herramientas que apoyen la gestión de proyectos BIM mediante el análisis de datos e inteligencia empresarial.
Esta propuesta desarrolla una herramienta para el control y seguimiento de la obra “Bodega Ingeniería y Encofrados” ubicada en Girardota, Antioquia, para la empresa IngenioBIM utilizando un panel interactivo donde se busca evaluar, reportar e informar de manera visual y simplificada el avance de la obra. La herramienta integra modelos 3D de la estructura, parámetros de estudio y gestiona datos a través del software Speckle (Open Source). Además, segmenta, organiza y analiza los datos extraídos del modelo 3D utilizando PowerBI creando indicadores claves de avance y cantidades mediante programación DAX.
El diseño de interfaces en PowerBI se basa en inteligencia empresarial, permitiendo un seguimiento detallado del proyecto y la toma de decisiones informadas. Esta herramienta busca ser un complemento a la gestión y control de la construcción, facilitando una evaluación continua y precisa del progreso de la obra.ABSTRACT: Ensuring control over the entire construction process is essential for planning and meeting performance, cost, time, and quality indicators required by a project. To achieve this, it is necessary to conduct periodic analysis of the project’s execution, enabling informed decision-making. Many companies still use traditional methods for construction control and monitoring, which limits the potential of data generated by BIM methodology. This situation presents an opportunity to improve the integration of construction progress information with 3D modeling, optimizing decision-making and reducing cost overruns. Therefore, there is an evident need to implement new tools that support BIM project management through data analysis and business intelligence.
This proposal develops a tool for controlling and monitoring the construction of the “Bodega Ingeniería y Encofrados” located in Girardota, Antioquia, for the company IngenioBIM using an interactive dashboard. The aim is to evaluate, report, and visually and simply inform about the progress of the construction. The tool integrates 3D models of the structure, study parameters, and manages data through Speckle software (Open Source). Additionally, it segments, organizes, and analyzes data extracted from the 3D model using PowerBI, creating key indicators of progress and quantities through DAX programming.
The interface design in PowerBI is based on business intelligence, allowing detailed project tracking and informed decision-making. This tool aims to complement construction management and control, facilitating continuous and accurate evaluation of project progress.PregradoIngeniero(a) Civi
Variaciones en las propiedades electromagnéticas de aceros perlíticos con diferentes microestructuras mediante el uso de corrientes de eddy
No full text66 páginasRESUMEN: Este trabajo explora las variaciones en las propiedades electromagnéticas de aceros perlíticos tratados térmicamente mediante el uso de corrientes de Eddy como técnica de evaluación no destructiva (ENDCE). Probetas de AISI /SAE 1070 en estado de entrega, normalizadas y templadas, fueron sometidas a mediciones electromagnéticas, caracterización vía microscopia óptica y pruebas de micro dureza Vickers. Los resultados muestran que los tratamientos térmicos generaron cambios significativos en la microestructura y la respuesta mecánica del material, lo cual afecto la permeabilidad magnética y la resistividad eléctrica. No se registraron cambios significativos entre los resultados del material en estado de entrega y el normalizado, debido a la uniformidad de su microestructura en términos de morfología y tamaño de grano. Pese a que ENDCE mostro su potencial uso para la detectar variaciones microestructurales, se requiere una mayor y más cuidadosa labor experimental dirigida al establecimiento de parámetros de trabajo útiles para estudios más ambiciosos.PregradoIngeniero(a) Mecánico(a
Diseño de metodología integral de ingeniería de datos empresariales para optimización de procesos y toma de decisiones estratégicas
No full text63 páginasRESUMEN: En el entorno empresarial actual, la gestión efectiva de los datos es crucial. Hoy en día existen desafíos en la ingeniería de datos que afectan la toma de decisiones, gracias a procesos incompletos que ocasionan retrasos o resultados imprecisos. Las metodologías existentes no se generalizan lo suficiente para abarcar los diferentes campos de acción en los que aplican.
Se propone una metodología integral de ingeniería de datos orientada a las necesidades empresariales. Esta metodología busca mejorar la preparación, limpieza, gobernanza, calidad y gobernanza de los datos en las organizaciones, definiendo pasos claros y describiendo la funcionalidad de herramientas y recursos técnicos necesarios, de manera que genere un impacto positivo en la eficiencia de la toma de decisiones.
La implementación de esta metodología se espera que tenga un impacto directo en la eficiencia de las operaciones empresariales relacionadas a áreas de analítica, ciencia e ingeniería de datos, mejorando la calidad y confiabilidad de los procesos. Además, proporcionaría a las empresas una ventaja al facilitar la comprensión y uso de los datos.ABSTRACT: In today's business environment, effective data management is crucial. Nowadays, there are challenges in data engineering that affect decision-making due to incomplete processes that cause delays or inaccurate results. Existing methodologies are not generalized enough to cover the different fields of application where they are used.
A comprehensive data engineering methodology oriented towards business needs is proposed. This methodology aims to improve data preparation, cleaning, governance, quality, and governance within organizations by defining clear steps and describing the functionality of necessary tools and technical resources, thus generating a positive impact on decision-making efficiency.
The implementation of this methodology is expected to have a direct impact on the efficiency of business operations related to analytics, data science, and data engineering, improving the quality and reliability of processes. Additionally, it would provide companies with an advantage by facilitating the understanding and use of data.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació
Propuesta para la estabilización del talud Quinta Esencia, casa 105 – Medellín, Corregimiento de Santa Elena
No full text92 páginasRESUMEN: El presente trabajo de grado contempla un análisis y diseño académico de la estabilidad del talud Quinta esencia, Casa 105 – Poblado, debido al deslizamiento que se produjo por motivos de la erosión e intensas lluvias que se presentan en la zona. Se analizarán los diversos factores que afectan en la estabilidad de un talud, para esto se implementan algunos métodos para el estudio del talud. Para ello se buscará alternativas de estabilización con el cual se pueda mitigar un posible deslizamiento en el futuro. Con ello se busca una infraestructura segura, adecuada y eficiente para mantener la estabilidad del talud evitando pérdidas materiales y humanas de los pobladores de la casa en la zona de estudio.ABSTRACT:This degree work contemplates an analysis and academic design of the stability of the Quinta Esencia slope, Casa 105 – Poblado, due to the landslide caused by erosion and the intense rains that occur in the area. The various factors that affect the stability of a slope will be analyzed; For this, some methods are implemented to study the slope. To do this, stabilization alternatives will be sought to mitigate a possible landslide in the future. This seeks a safe, adequate and efficient infrastructure to maintain the stability of the slope, avoiding material and human losses of the inhabitants of the house in the study area.PregradoIngeniero(a) Civi
Valoración por flujo de caja futuro y valoración por múltiplos de un neobanco, caso Nubank
No full text69 páginasRESUMEN: Con el presente trabajo de grado se pretende realizar la valoración del Neobanco caso Nubank para ello se realizará un análisis del macroentorno enfocado en examinar las fuerzas cercanas que pueden afectar su operación y desempeño en el mercado, posteriormente se llevará a cabo un estudio de los métodos de valoración más apropiados según las características de la empresa.
En el método de valoración por múltiplos, es importante destacar que la elección del múltiplo dependerá del sector y de las características específicas de la compañía del caso que vamos a valorar, ya que cada múltiplo utilizado tiene sus ventajas y limitaciones. La valoración de flujos de caja requiere un proceso complejo donde se estudien los supuestos y estimaciones de la compañía que se ven afectados por factores como el entorno económico, la competencia, los cambios en la regulación y otras situaciones externas, información de gran importancia para ser utilizada en la valoración.
Por último, el análisis financiero de Nubank utilizando el modelo de descuento de flujos de caja libres (FCL) y la valoración por múltiplos reveló que el valor estimado de la acción es de 9,03 dólares y 9,60 dólares, respectivamente, mientras que, al cierre del 31 de diciembre de 2023, el precio real fue de 8,57 dólares. Sin embargo, la diferencia entre el valor estimado y el precio de mercado podría deberse a factores como expectativas menos optimistas, aspectos cualitativos o una subvaloración temporal.ABSTRACT: The aim of this thesis is to carry out the assessment of the Neobank case Nubank. In order do this, an analysis of the macroenvironment will be carried out, focused on examining the environment that may affect its operation and performance in the market. Subsequently, a study of the most appropriate evaluation methods will be carried out according to the features of the company.
In the multiples valuation method, it is important to highlight that the choice of the multiple will depend on the sector and the specific characteristics of the company that we are going to assess, since each multiple has its advantages and limitations. The valuation of cash flows requires a complex process where the assumptions and estimates of the company are studied, which are affected by factors such as the economic environment, competition, changes in regulation and other external circumstances, information of great importance to be used in the valuation.
Lastly, the financial analysis of Nubank using the discounted free cash flow (FCF) model and multiples valuation revealed that the estimated value of the stock is USD 9.03 and USD 9.60, respectively, while, as of December 31, 2023, the real price was USD 8.57.However, the difference between the estimated value and the market valu e could be due to factors such as less optimistic expectations, qualitative features or temporary undervaluation.PregradoOtr