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Semillero de Investigación Modelos y Simulación (M&S) 2023-2
No full textEl caso práctico consistió en desarrollar un modelo de simulación, en Simio, de las operaciones de un almacén y utilizarlo para determinar algunos de los parámetros de la estrategia operativa, así como el número de personas necesarias para las operaciones de picking y embalaje (En un documento adjunto se envía el contexto completo del caso de estudio). Se ejecutaron todas las etapas enunciadas en la planeación del semillero.2023-
Exploración de los efectos de un entrenamiento neuromuscular para la reducción de factores de riesgo asociados a lesiones en miembro inferior en un grupo de fútbol formativo femenino en Colombia
No full textA un grupo de ocho (8) jugadoras de fútbol pertenecientes a la selección Antioquia sub-17 de fútbol, se le sometió a una intervención de un protocolo de ejercicios para el fortalecimiento del miembro inferior ,con el fin de ayudar a la prevención de lesiones no debidas a contacto. Se analizaron los cambios mediante análisis de movimiento, electromiografía de superficie y baropodometría en el laboratorio CAME de La Universidad EIA. Los resultados mostraron que, existen diferencias significativas entre la intensidad electromiográfica del músculo semitendinoso entre el miembro dominante y el no dominante; mas no en los demás músculos estudiados. Se desarrolló un indicador que reúne análisis de movimiento, el cual muestra que si hay diferencias estadísticamente significativas tras realizar la intervención con el protocolo de ejercicios
Desarrollo de ambientes de realidad virtual para la reducción de ansiedad y estrés en pacientes infantiles: exploración, definición de requisitos y prototipo inicial
No full textEn el semestre 2024-1, el semillero de ingeniería de rehabilitación se centró en el desarrollo de un prototipo de una aplicación de realidad virtual para reducir la ansiedad y el estrés en pacientes infantiles en contextos hospitalarios, como parte del proyecto “Análisis preliminar del uso de la realidad virtual, con enfoque en población infantil, para la reducción de la ansiedad y el estrés generados por entornos hospitalarios”. El enfoque principal estuvo en la exploración y análisis de entornos de realidad virtual existentes. Se revisaron aplicaciones y estudios relevantes, identificando características clave como paisajes naturales, sonidos ambientales relajantes y una navegación intuitiva, que son efectivos para disminuir la ansiedad y el estrés en entornos hospitalarios. A partir de esta exploración, se definieron las propiedades necesarias para crear un ambiente virtual adecuado, enfatizando la importancia de la inmersión sensorial y la facilidad de uso para la población infantil. Estos hallazgos guiaron el desarrollo del prototipo, para el cual se utilizó el software Unity junto con las gafas de realidad virtual Meta Quest 2. Esto resultó en la creación de una escena inicial del juego "Frutti Mania", donde los usuarios recolectan frutas en un parque tranquilo
Desarrollo de un mortero ligero para impresión 3D a partir de la activación alcalina de cerámicas residuales con incorporación de lodo papelero
No full text92 páginasRESUMEN: la impresión 3D de estructuras civiles utilizando morteros cementicios ha venido experimentando un gran interés en la última década. Esta tecnología permite construir estructuras monolíticas con herramientas automatizadas, lo cual reduce la demanda de mano de obra, reduce tiempos de construcción y permite reproducir arquitecturas novedosas y complejas. La impresión 3D puede potenciarse, desarrollando morteros más duraderos y sostenibles por su menor huella de carbono. En este orden de ideas, este trabajo propone desarrollar un mortero ligero a partir de materiales residuales. Este composite está conformado por una matriz cementicia obtenida por la activación alcalina de cerámicas residuales (roturas de ladrillo de arcilla cocida (RL) y ceniza volante (CV) y celulosa residual (lodo papelero, LP) adicionada como carga aligerante.
El desarrollo de este mortero exigió encontrar la dosificación de mezcla que cumpliera con las resistencias requeridas en estado endurecido. Además, el mortero en su estado fresco debe poseer la reología adecuada para extruirse tridimensionalmente mediante el proceso comúnmente denominado "impresión 3D".
Metodológicamente, el primer reto fue determinar las relaciones molares que permitirán conformar un composite aligerado con la resistencia a compresión y la capacidad portante requeridas para un elemento impreso 3D. El segundo desafío fue encontrar la consistencia que garantice la extrusión del composite y su posterior fraguado en tiempos prudencialmente cortos y sin generar atacamiento de material durante la impresión 3D. Por último, acorde a la consistencia, determinar los parámetros tecnológicos del proceso de impresión 3D que permitan conformar un producto estructural y dimensionalmente estable.
Todos estos requerimientos se alcanzaron a través de un diseño experimental válido que considere la combinación sinérgica de todos estos factores.
El fin último de este proyecto es ofrecer a la industria de la construcción un nuevo material sostenible para moldear por impresión 3D elementos constructivos de diverso formato, cuya huella de carbono resulte inferior a la de los morteros basados en cemento Portland que se utilizan con esta tecnología. Alcanzar resultados positivos en el desarrollo de este mortero podría redundar en su trasferencia hacia la industria de la construcción de obras e infraestructuras civiles con mayor sostenibilidad y apoyada en una solución práctica para la gestión de residuos enmarcada en buenas prácticas de economía circular.ABSTRACT: 3D printing of civil structures using cementitious mortars has been experiencing great interest in the last decade. This technology allows the construction of monolithic structures with automated tools, which reduces the demand for labour, reduces construction times, and allows the reproduction of novel and complex architecture. 3D printing can be harnessed to develop mortars that are more durable and sustainable due to their lower carbon footprint. In this regard, this work proposes the development of a lightweight mortar from waste materials. This composite is formed by a cementitious matrix produced by the alkaline activation of waste ceramics (fired clay brick (RL) and fly ash (CV)) and waste cellulose (paper sludge, LP) added as a lightening load.
The development of this mortar requires finding the mix dosage that meets the required strengths in the hardened state. In addition, the mortar in its fresh state must have the appropriate rheology to be extruded three-dimensionally by the process commonly known as "3D printing."
Methodologically, the first challenge was to determine the molar ratios that would allow the formation of a lightweight composite with the compressive strength and load-bearing capacity required for a 3D printed element. The second challenge was finding the consistency that guaranteed the extrusion of the composite and its subsequent curing in a reasonably short time and without generating material attack during 3D printing. Finally, based on the selected consistency, the technological parameters of the 3D printing process that allow for the formation of a structurally and dimensionally stable product were determined.
All these requirements were achievable through a valid experimental design that considers the synergistic combination of all these factors.
The goal of this project is to offer the construction industry a new sustainable material for 3D printing construction elements of various formats, whose carbon footprint is lower than that of the Portland cement-based mortars used with this technology. Achieving positive results in the development of this mortar could result in its transfer to the construction industry of civil works and infrastructures with greater sustainability and supported by a practical solution for waste management framed in good practices of circular economy.MaestríaOtr
Almacenamiento de energías renovables en empresas energéticas colombianas
No full text48 páginasRESUMEN: el proyecto tiene como objetivo analizar la viabilidad técnica, económica y ambiental del almacenamiento de energías renovables no convencionales utilizando baterías en las empresas energéticas de la ciudad de Medellín. La transición hacia un sistema energético más sostenible y resiliente es crucial, y el almacenamiento de energía es una pieza fundamental en este proceso. Este estudio busca identificar las tecnologías de almacenamiento más adecuadas, evaluar los costos de implementación y operación, y medir los beneficios ambientales en términos de reducción de emisiones y gestión eficiente de los recursos energéticos. Además, se pretende entender cómo estas tecnologías pueden integrarse en la infraestructura energética existente, superando los desafíos técnicos y regulatorios específicos del contexto colombiano. Se abordarán aspectos como la eficiencia energética, la durabilidad de las baterías y su impacto ambiental a lo largo de todo su ciclo de vida. Al final, se espera desarrollar un plan detallado de implementación.
La justificación del proyecto se basa en la creciente implementación de prácticas de producción sostenible y el uso de energías renovables por parte de algunas empresas en Colombia. Esta tendencia refleja un compromiso global y nacional para combatir el cambio climático y promover el desarrollo sostenible. En particular, el almacenamiento de energías renovables desempeña un papel crucial para aumentar la penetración de la energía solar y otras fuentes renovables en la red eléctrica. Este almacenamiento es esencial para gestionar la intermitencia de estas fuentes, asegurando un suministro constante y confiable de energía, lo cual es fundamental para la estabilidad y eficiencia de la red eléctrica.
Según la Agencia Internacional de Energía y la Asociación de la Industria Solar, el almacenamiento de energía contribuye significativamente a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, facilitando un mayor aprovechamiento de las energías renovables y disminuyendo la dependencia de combustibles fósiles. Esto, a su vez, ayuda a cumplir con los compromisos ambientales internacionales y mejorar la calidad del aire en las ciudades.
El diseño metodológico propuesto para el proyecto es cualitativo, centrado en la recopilación y análisis de datos para comprender a fondo los conceptos y experiencias relacionadas con la viabilidad del almacenamiento de energías renovables en el contexto colombiano. Este enfoque permitirá obtener una visión integral y detallada de los desafíos y oportunidades asociados a la implementación de estas tecnologías. La metodología incluirá consultas y entrevistas con expertos en el campo de las energías renovables y el almacenamiento de energía, así como el análisis de estudios de casos de empresas que ya han adoptado estas prácticas.
Los resultados esperados de este proyecto proporcionarán información valiosa sobre la viabilidad técnica, económica y ambiental del almacenamiento de energías renovables utilizando baterías en empresas energéticas en Medellín. Además, se identificarán las mejores prácticas y lecciones aprendidas de empresas que ya han implementado sistemas similares, ofreciendo un marco de referencia para futuras iniciativas. Esto no solo contribuirá al avance de la producción sostenible y la reducción de emisiones en Colombia, sino que también impulsará la innovación tecnológica y la adopción de soluciones energéticas más limpias y eficientes a nivel nacional. Por último, el proyecto busca apoyar la transición hacia un modelo energético más sostenible y resiliente, beneficiando tanto a las empresas como a la sociedad en general.PregradoIngeniero(a) Industria
Implementación del middleware ROS2 como sistema de operación del robot SCARA de la Universidad EIA
No full text56 páginasRESUMEN: El presente proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de operación basado en ROS2
(Robot Operating System 2) para el robot SCARA de la universidad EIA, con el cual se busca
implementar una interfaz que permita a estudiantes y maestros operar dicho robot utilizando
lenguajes de programación de alto nivel, como lo es Python.
Se incluye la investigación y experimentación con tecnologías basadas en ROS2, con el fin de
alcanzar una interfaz que permita al usuario operar al robot de forma amigable, es decir, que le
permita posicionar al robot según parámetros específicos. Los resultados muestran una interfaz
capaz de controlar la cinemática inversa y directa del robot, a partir de parámetros ingresados por
el usuario.ABSTRACT: The objective of this project is the development of an operation system based on ROS2 (Robot Operating System 2) for the SCARA robot of the EIA university, which seeks to implement an interface that allows students and teachers to operate the robot using high-level programming languages, such as Python.
Research and experimentation with technologies based on ROS2 is included, in order to achieve an interface that allows the user to operate the robot in a friendly way, that is to say, that allows the user to position the robot according to specific parameters. The results show an interface capable of controlling the inverse and direct kinematics of the robot, based on parameters entered by the user.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Implementación de la robótica en procesos de conformado de laminas
No full text104 páginasRESUMEN: Este proyecto tiene como objetivo evaluar las capacidades del robot ABB IRB140 de la
Universidad EIA para implementar procesos de conformado incremental de láminas
metálicas (ISF). Este método, desarrollado en las últimas décadas, surge en la industria como
una alternativa a los procesos tradicionales que requieren troqueles costosos y generan
considerables pérdidas de material. La metodología empleada incluyó el diseño de un sistema
de sujeción adaptable, la fabricación de herramientas especializadas y la programación de
trayectorias utilizando el lenguaje RAPID y el software RobotStudio. Adicionalmente, se
desarrolló un algoritmo en Python para generar trayectorias progresivas, ajustando
parámetros clave como velocidad, ángulo de pared y profundidad.
Los resultados preliminares demostraron que el robot puede ejecutar procesos de ISF con
precisión y control, validando su uso en aplicaciones de manufactura avanzada. Se limitó su
área de trabajo para establecer parámetros de seguridad en un entorno académico, con el fin
de ser adaptable a futuras investigaciones. Este trabajo contribuye al desarrollo de soluciones
de manufactura avanzada en contextos académicos, estableciendo un sistema base que puede
ser utilizado para optimizar procesos de materiales y evaluar el desempeño del robot en
aplicaciones más complejas.
Palabras clave: Robótica industrial, conformado incremental, manufactura avanzada, ABB
IRB140, límite elástico, deformación plásticaABSTRACT: This project aims to evaluate the capabilities of the ABB IRB140 robot at Universidad EIA
for implementing Incremental Sheet Forming (ISF) processes for metallic sheets. This
method, developed over the last decades, has emerged in the industry as an alternative to
traditional processes that require expensive dies and result in significant material waste. The
methodology employed included designing an adaptable clamping system, fabricating
specialized tools, and programming trajectories using the RAPID language and RobotStudio
software. Additionally, a Python algorithm was developed to generate progressive
trajectories, optimizing key parameters such as speed, wall angle, and depth.
Preliminary results demonstrated that the robot can successfully execute ISF processes with
precision and control, validating its use in advanced manufacturing applications. Its
workspace was limited to establish safety parameters within an academic environment,
ensuring adaptability for future research. This project contributes to the development of
advanced manufacturing solutions in academic contexts, establishing a foundational system
that can be used to optimize material processes and evaluate the robot's performance in more
complex applications.
Keywords: Industrial robotics, incremental forming, advanced manufacturing, ABB
IRB140, yield strength, plastic deformation.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Robot cartesiano separador de referencias para la industria de empaques flexibles
No full text153 páginasRESUMEN: El proyecto titulado "Robot cartesiano separador de empaques flexibles por medio de visión artificial" tiene como objetivo desarrollar un sistema automatizado capaz de clasificar y separar empaques flexibles utilizando un robot cartesiano con visión artificial. Este trabajo busca optimizar procesos industriales de manipulación y clasificación, mejorando la eficiencia y reduciendo errores humanos mediante la integración de diferentes sistemas mecánicos, neumáticos, de control y de comunicación.
El robot cartesiano consta de un sistema estructural fabricado con perfiles de aluminio que soporta el movimiento en los ejes X e Y mediante motores paso a paso, correas dentadas y poleas. Además, incluye un sistema neumático compuesto por un pistón, electroválvulas, ventosas de vacío y otros elementos, permitiendo manipular los empaques con precisión. La operación del sistema está centralizada en una Raspberry Pi Pico, que controla los motores, las electroválvulas y ejecuta rutinas de posicionamiento mediante finales de carrera. Este controlador interactúa con un programa desarrollado en Visual Studio Code, el cual utiliza visión artificial para identificar y clasificar los empaques según características predefinidas.
El proyecto se destaca por su enfoque integral, combinando tecnología de visión artificial, diseño estructural y control neumático en una solución compacta y funcional. El desarrollo implicó el diseño y fabricación de soportes de aluminio mecanizados en CNC, así como la implementación de una comunicación serial para coordinar los sistemas. Este robot representa una contribución significativa a la automatización industrial, ofreciendo un prototipo funcional que puede ser adaptado a diferentes necesidades del sector productivo.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Análisis del comportamiento sísmico de casas de madera de 1 y 2 pisos con aisladores de caucho reciclado de neumáticos en Colombia
No full text87 páginasRESUMEN: Colombia es un país que se encuentra expuesto a constantes amenazas sísmicas. Un
alto porcentaje de la población vive en zonas de amenaza sísmica intermedia y alta, y muchas
viviendas en estas áreas carecen de estructuras resistentes capaces de soportar una
sismicidad significativa. Esto resalta la necesidad de proponer soluciones que brinden
seguridad y resiliencia a un costo accesible. En este contexto, este trabajo de grado se enfoca
en la integración de alternativas de aisladores sísmicos de caucho reciclado como
amortiguadores de base en viviendas de madera de uno y dos pisos.
El objetivo principal de este estudio es desarrollar un diseño de una estructura típica de
madera de dos pisos, siguiendo las consideraciones establecidas en la Norma Sismo
Resistente Colombiana NSR-10, específicamente los Títulos G y A. Se utilizará madera de
pino radiata y un sistema estructural de entramados livianos. En la primera fase del proyecto,
se modeló y analizó el comportamiento estructural de la vivienda sin aisladores sísmicos
utilizando el software ETABS, realizando análisis de elementos finitos para evaluar la
respuesta de la estructura ante eventos sísmicos.
Una vez completado el análisis de la estructura no aislada, se incorporaron aisladores
sísmicos de caucho reciclado en la base de la estructura. Estos aisladores están diseñados
para mejorar la resiliencia de la vivienda frente a movimientos sísmicos, actuando como
amortiguadores que reducen la transmisión de energía sísmica hacia la superestructura. Se
desarrolló un nuevo modelo en ETABS para analizar el comportamiento de la estructura con
los aisladores sísmicos incorporados, permitiendo realizar una comparación entre la
estructura sin aisladores y con aisladores y evaluar la eficacia de los aisladores de caucho
reciclado en la reducción de las demandas sísmicas sobre la estructura.
En la etapa final del proyecto, se investigaron experimentalmente las propiedades
mecánicas de los aisladores sísmicos propuestos. Para ello, se construyó un prototipo físico
a menor escala de la estructura modelada numéricamente. Este prototipo fue sometido a
pruebas en una mesa vibratoria para simular condiciones sísmicas reales. Estas pruebas
experimentales permitieron corroborar y ajustar los modelos numéricos según los resultados
y sus análisis.
Los resultados de este trabajo de grado han contribuido al conocimiento técnico sobre el
uso de aisladores sísmicos de caucho reciclado en viviendas de madera y han permitido
establecer una base para futuras investigaciones. Lo realizado en este estudio puede ser
adaptado y mejorado en otros contextos, ofreciendo nuevas perspectivas para aplicar
tecnologías similares en diferentes tipos de estructuras y condiciones sísmicas.ABSTRACT: Colombia is a country exposed to constant seismic threats. A high percentage of the population lives in areas with intermediate and high seismic risk, and many homes in these areas lack resilient structures capable of withstanding significant seismic activity. This underscores the need to propose solutions that provide safety and resilience at an affordable cost. In this context, this thesis focuses on integrating alternatives of seismic isolators made from recycled rubber as base dampers in one- and two-story wooden houses.
The main objective of this study is to develop the design of a typical two-story wooden structure, following the considerations established in the Colombian Earthquake-Resistant Building Code (NSR-10), specifically Titles G and A. Radiata pine wood and a lightweight frame structural system will be used. In the first phase of the project, the structural behavior of the house without seismic isolators was modeled and analyzed using ETABS software, performing finite element analyses to evaluate the structure's response to seismic events.
Once the analysis of the non-isolated structure was completed, seismic isolators made from recycled rubber were incorporated at the base of the structure. These isolators are designed to improve the house's resilience against seismic movements by acting as dampers that reduce the transmission of seismic energy to the superstructure. A new model was developed in ETABS to analyze the behavior of the structure with the seismic isolators incorporated, allowing for a comparison between the structure without isolators and with isolators and evaluating the effectiveness of the recycled rubber isolators in reducing seismic demands on the structure.
In the final phase of the project, the mechanical properties of the proposed seismic isolators were experimentally investigated. For this purpose, a scaled-down physical prototype of the numerically modeled structure was constructed. This prototype was subjected to tests on a shake table to simulate real seismic conditions. These experimental tests allowed the numerical models to be verified and adjusted based on the results and their analyses.
The results of this thesis have contributed to technical knowledge about the use of recycled rubber seismic isolators in wooden houses and have established a foundation for future research. What was achieved in this study can be adapted and improved in other contexts, offering new perspectives for applying similar technologies to different types of structures and seismic conditions.PregradoIngeniero(a) Civi
Análisis del capitalismo consciente en empresas líderes de Antioquia
No full text122 páginasRESUMEN: este trabajo analiza el capitalismo consciente en empresas líderes de Antioquia, un enfoque que
busca crear valor en múltiples dimensiones como la económica, social, ambiental y emocional,
más allá de la búsqueda de beneficios económicos. Aunque relativamente novedoso en Colombia,
se observa un crecimiento en su adopción por empresas como Frisby, Argos y Bancolombia. La
pertinencia de este análisis radica en la falta de información detallada sobre los efectos de la
implementación del capitalismo consciente en empresas colombianas. Se busca comprender su
influencia en dimensiones financieras, compromiso de empleados, responsabilidad social
corporativa y sostenibilidad ambiental, datos esenciales para las empresas que desean adoptar este
enfoque y contribuir al desarrollo sostenible en Colombia.
La metodología empleada combina enfoques cualitativos y cuantitativos. Se seleccionarán
empresas representativas de Antioquia que practican el capitalismo consciente, recopilando datos
sobre sus prácticas y analizando los resultados financieros y no financieros, además de investigar
la percepción de los grupos de interés, como clientes y comunidades locales. También se
identificarán los factores clave que facilitan u obstaculizan la implementación exitosa de este
enfoque.
En cuanto a los resultados esperados, se busca obtener una comprensión más profunda de
cómo el capitalismo consciente impacta en las empresas líderes de Antioquia. Esto incluirá
información sobre sus prácticas y resultados, así como la percepción de los grupos de interés, lo
que permitirá a las empresas tomar decisiones informadas sobre la adopción de este enfoque y
contribuir al crecimiento de esta filosofía en el contexto colombiano.ABSTRACT: This study investigates the impact of conscious capitalism on leading companies in Antioquia, Colombia. Conscious capitalism, more than a business approach is a philosophy base in prioritizing value creation beyond financial profit, encompassing social, environmental, and emotional dimensions. While gaining traction in Colombia, the information on its effects is lacking.
This study aims to fill this gap by examining the influence of conscious capitalism on financial performance, employee engagement, corporate social responsibility, and environmental sustainability. It will employ a mixed methods both quantitative and qualitative approach, analyzing public data, financial results, and stakeholder perceptions to understand the factors that drive or hold back successful implementation.
The expected outcomes include a deeper understanding of how conscious capitalism affects companies in Antioquia, informing decision-making and contributing to the growth of this philosophy in the Colombian business landscape.PregradoIngeniero(a) Financiero(a