Universidad de Los Andes
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Gemelo digital de sistema acuapónico
No full textLa acuaponía es una técnica que junta la acuicultura con la hidroponía en el que tanto plantas como peces son cultivados con agua recirculada por el sistema, aprovechando cualidades que cada organismo aporta, su éxito dependiendo así del equilibrio de las diferentes variables. El presente trabajo de grado tiene como objetivo implementar el gemelo digital de un sistema acuapónico que permita monitorear dichas variables e interactuar con sus componentes, permitiendo la toma de decisiones informadas para asegurar el correcto funcionamiento, realizar optimizaciones y prevención de fallos.
El desarrollo se puede dividir en 4 grandes etapas: contexto, modelación, capa de inteligencia y visualización. El contexto se basa en la comprensión del funcionamiento de un sistema acuapónico, sus componentes, procesos, y la importancia del control de variables. Para la modelación se parte de las variables definidas a monitorear junto con sus respectivos valores objetivos y de alarma, estructurando la información priorizando la escalabilidad. La capa de inteligencia está compuesta por un servidor Node.js conectado a la base de datos desplegada en Firebase Firestore, y a un broker MQTT, que por medio de un cliente subscriptor a dicho broker recibe la información de los sensores (simulados para este caso), para procesarlos basándose en la lógica de negocios y enviar los datos de interés a AWS IoT SiteWise. Finalmente, para la vista del gemelo digital, con modelos 3d realizados en Sketchup cargados en AWS IoT TwinMaker, se realizan las escenas que muestran los datos recibidos y alertas que son presentas desde Amazon Managed Grafana.
Se recomienda la visualización del video demostrativo de la solución propuesta encontrado en: https://www.youtube.com/watch?v=ZcnOvsA7YZUAquaponics is a technique that combines aquaculture with hydroponics, where both plants and fish are cultivated using water recirculated through the system, harnessing the qualities that each organism contributes, where its success depends on maintaining a balance among various variables. This thesis aims to implement the digital twin of an aquaponic system that allows monitoring of its variables and interacting with its components. This enables informed decision-making to ensure proper functioning, perform optimizations, and prevent failures.
The development can be divided into four main stages: context, modeling, intelligence layer, and visualization. The context involves understanding the operation of an aquaponic system, its components, processes, and the importance of variable control. For modeling, variables to monitor are defined along with their respective target and alarm values, structuring the information with scalability in mind. The intelligence layer consists of a Node.js server connected to the database deployed in Firebase Firestore and an MQTT broker. Through a subscriber client to this broker, sensor information (simulated in this case) is received and processed based on business logic, and relevant data is sent to AWS IoT SiteWise. Finally, for the digital twin's view, 3D models created in Sketchup and loaded into AWS IoT TwinMaker are used to create scenes displaying the received data and alerts presented through Amazon Managed Grafana.
It is recommended to watch the demonstrative video of the proposed solution found at: https://www.youtube.com/watch?v=ZcnOvsA7YZUIngeniero de Sistemas y ComputaciónPregradoAgricultura de Precisión - Sistemas Basados en Io
Estudio y separación de diferentes mezclas enantioméricas mediante electroforesis capilar (CE) utilizando ciclodextrinas como selectores quirales
No full textLa separación de enantiómeros ha sido un constante problema para la química analítica debido a la similitud de los analitos, no obstante, son numerosos los ejemplos que establecen la importancia de lograr dicha resolución. Ante esto, el presente trabajo llevó a cabo la resolución de los enantiómeros del triptófano y de la duloxetina mediante electroforesis capilar utilizando como selectores quirales los oligosacáridos cíclicos conocidos como ciclodextrinas (α, β, γ). Partiendo de un buffer de H3PO4/NaH2PO4 0.1M a un pH 2.5, la optimización del método se realizó ajustando parámetros como el voltaje, la temperatura, el método de inyección y los parámetros de detección. Se establece que las condiciones óptimas para los enantiómeros L/D del triptófano son 9kv de corrida, 30°C, inyección electrocinética (7kv) y una detección a 220 nm. Utilizando la α-CD a una concentración de 4% se logra una máxima resolución de 3.64, obteniendo el enantiómero L con un menor tiempo de migración. Por otro lado, el método para la duloxetina solo cambia la inyección por hidrodinámica (50mmbar). La resolución del analito fue posible utilizando la HP-β-CD (7%), la cual fue previamente funcionalizada desde β-CD mediante una reacción de eterificación con oxido de propileno para aumentar su solubilidad. El estudio permitió una resolución suficiente de ambos analitos (>1.5) en tiempos cortos de análisis y se pudo corroborar la relevancia que tiene que el tamaño del analito y el selector escogido sean similares para que se propicien las interacciones necesarias para la separación.The separation of enantiomers has been a persistent problem for analytical chemistry due to the similarity of the analytes; however, numerous examples highlight the importance of achieving such resolution. Considering this, the present study carried out the resolution of the enantiomers of tryptophan and duloxetine through capillary electrophoresis, using cyclodextrins (α, β, γ) as chiral selectors. With a 0.1M NaH2PO4 buffer adjusted to pH 2.5 with 0.1M H3PO4, the optimization of the method was performed by adjusting parameters such as voltage, temperature, injection, and detection parameters. The optimal conditions for the L/D enantiomers of tryptophan were established to be a running voltage of 9 kV, temperature of 30°C, electrokinetic injection (7 kV), and detection at 220 nm. Using α-CD at a concentration of 4%, a maximum resolution of 3.64 was achieved, with the L-enantiomer exhibiting a shorter migration time. On the other hand, the method for duloxetine only changed the injection to hydrodynamic (50 mbar), and to achieve analyte separation, it was necessary to functionalize β-CD into HP-β-CD through an etherification reaction with propylene oxide to increase its solubility. With the mentioned conditions and the modified selector, a maximum resolution of 1.63 was obtained with 7% HP-β-CD. The study allowed for sufficient resolution of both analytes (>1.5) in short time and stated the relevance of the size of the analyte and the chosen selector that must be somewhat similar to promote the necessary interactions for separation.PregradoLaboratorio de técnicas analíticas avanzadas en productos naturales (LATNAP
Resiliencia: El poder de los imaginarios infantiles
No full textEste proyecto explora cómo, a partir del diseño y la creación de narrativas, se puede contribuir al desarrollo emocional de los niños, con el objetivo de comprender, a través de la investigación práctica, cómo procesan y gestionan sus emociones al enfrentarse a situaciones difíciles. Este proceso de autogestión y autoconciencia de las emociones está enfocado en la resiliencia, entendida como la capacidad de acción que tienen los niños al enfrentarse a los problemas o conflictos de su entorno. Para ello, es necesario entender las habilidades y capacidades que los niños ya poseen, centrando el enfoque del proyecto en la edad de 8 a 10 años, una etapa de formación en la que los valores ya han sido establecidos y la capacidad de decisión individual debe fortalecerse en cada proceso de aprendizaje.
Durante este proceso de investigación y creación, se desarrolló una pieza gráfica de aprendizaje en co-creación con una comunidad de niños, en la cual se destaca la formación de imaginarios como elemento fundamental para el entendimiento, el razonamiento y la formación de la conciencia, aspectos necesarios para el desarrollo de la personalidad. Desde el diseño se brinda a los niños no solo un espacio de aprendizaje, sino también un escenario con el que pueden identificarse, empatizando con las emociones de otros y conectando con escenarios ficticios que les permiten comprender sus propios conflictos.This project explores how design and narrative creation can contribute to the emotional development of children, aiming to understand, through practical research, how they process and manage their emotions when faced with difficult situations. This process of self-management and emotional self-awareness is focused on resilience, understood as the capacity children have to face the problems or conflicts in their environment. To achieve this, it is essential to understand the skills and abilities children already possess, centering the project’s focus on ages 8 to 10—a formative stage where values have been established and the capacity for individual decision-making should be strengthened through each learning process.
During this research and creative process, a learning-oriented graphic piece was developed in co-creation with a community of children. This piece emphasizes the formation of imaginary worlds as a fundamental element for understanding, reasoning, and developing self-awareness—key aspects necessary for personality development. Through design, children are offered not only a space for learning but also a relatable environment in which they can empathize with the emotions of others and connect with fictional scenarios that allow them to understand their own conflicts.Pregrad
Efecto del calentamiento en la biología reproductiva de las plantas de páramo
No full textLos páramos son considerados ecosistema vulnerable al cambio climático. Para entender si el calentamiento global afecta la reproducción de plantas en el páramo analizamos cómo el aumento de temperatura influye en la fenología, fertilidad y éxito reproductivo en siete especies de páramo: Diplostephium phylicoides, Gaultheria myrsinoides, Vaccinium floribundum, Arcytophyllum nitidum, Valeriana pilosa, Geranium multiceps, y Castilleja integrifolia. Se calentaron las plantas in situ empleando cámaras de calentamiento tipo OTC en el páramo de Matarredonda, Colombia, por 6 años. Los resultados revelan que el calentamiento adelanta la floración en V. floribundum y retrasa la de D. phylicoides y G. multiceps. Además, se observó que reduce la producción de flores en cuatro especies y la cantidad de frutos en D. phylicoides y G. myrsinoides. En términos de fertilidad, el calentamiento incrementó la producción de óvulos y la viabilidad del polen en V. floribundum, mientras que en G. myrsinoides aumentó la germinación de polen, pero no la producción de óvulos. La germinación de semillas disminuyó en G. myrsinoides y aumentó en V. floribundum, indicando respuestas diferenciadas al calentamiento. Estos hallazgos sugieren que el calentamiento puede desestabilizar la reproducción de algunas plantas de páramo, afectando la biodiversidad y su potencial rol ecológico en este ecosistema.Fundación Alejandro Ángel Escobar, Beca Colombia Biodiversa, 2023-1Universidad de Los Andes, PARA LA FINANCIACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS EN EVENTOS ACADÉMICOS CATEGORÍA: ESTUDIANTES DE MAESTRÍA Y DOCTORADO ANTES DE EXAMEN DE CANDIDATURAMaestríaCambio Climatic
La travesía de un grano de arena: la reconstrucción de una historia climática
No full textEn el mundo ocurren millones de travesías, pero rara vez reflexionamos sobre una que solemos pasar por alto y que ha tomado largo tiempo: la de un grano de arena. Este artículo busca recontar, desde una perspectiva geológica, la travesía de este grano y cómo el análisis de sus propiedades nos permite reconstruir la historia climática y geológica de nuestro planeta
Estudio espectroscópico de Zeta Geminorum (Mekbuda), velocidades radiales y temperatura por LDR
No full textEn este trabajo se presenta un estudio espectroscópico de la Cefeida clásica Zeta Geminorum (ζ Gem) basado en observaciones obtenidas con el espectrógrafo ESPARTACO-2. En primer lugar, se describe la reducción de los espectros estelares y de la lámpara ThAr, la calibración en longitud de onda independiente para cada noche y las correcciones baricéntricas aplicadas a las velocidades radiales. A partir de cuatro líneas de Fe I, se construye una curva de velocidad radial combinada, se determina el periodo pulsacional y se define la velocidad sistemática de la estrella. Mediante un factor de proyección geométrico, se obtiene la velocidad pulsacional real de la fotosfera y, por integración en fase, la variación del radio fotosférico alrededor de un radio medio adoptado. De forma complementaria, se emplea el método de relaciones de profundidad de líneas (LDR), calibrado con espectros sintéticos de VALD, para derivar la temperatura efectiva media de ζ Gem y su variación a lo largo del ciclo. Con los parámetros físicos resultantes, se genera una curva de luz sintética en la banda V utilizando un simulador de Cefeidas desarrollado por el autor, que se compara con la fotometría publicada.
Finalmente, se discuten las concordancias y discrepancias con estudios previos, las principales limitaciones del análisis y posibles extensiones de la metodología a otras Cefeidas.PregradoEspectrografía estela
Exploración del aprendizaje social y emocional en la formación inicial de docentes en Colombia
No full textEste estudio exploró el desarrollo del aprendizaje social y emocional (ASE) de los estudiantes de pregrado de las facultades de educación afiliadas a la Asociación Colombiana de Facultades de Educación (ASCOFADE). Esto se realizó con una metodología mixta en dos fases. La primera fase fue a partir de la compilación de 402 mallas curriculares de programas de licenciatura de facultades de educación adscritas a ASCOFADE a febrero de 2024. La segunda fase fue a partir de los cursos identificados en las mallas curriculares cuyo título evidenciaba aspectos relacionados con el clima de aula o con los dominios del aprendizaje social y emocional. Los resultados evidenciaron que, solo 89 (22%) de 402 programas categorizados cuentan con un curso obligatorio cuyo título incluye explícitamente algún concepto de ASE, y que estos cursos se encuentran, mayoritariamente, en programas de educación infantil. Además, el 77% de los cursos obligatorios relacionados con el ASE se encuentran en la región Andina del país (Cundinamarca, Antioquia, Santander, Risaralda y Quindío). Asimismo, a partir del análisis cualitativo realizado a través del análisis de contenido de los syllabus de algunos de los cursos identificados y de entrevistas a algunos docentes de dichos cursos, se encontró que el desarrollo del ASE ocurre de manera implícita en el modelamiento y las interacciones maestro-estudiante. En particular, el desarrollo del aprendizaje socioemocional de los futuros docentes del país, de esta muestra, está más centrado en el componente interpersonal que en el intrapersonal.Maestrí
Modelación y mejora a través de diseño experimental de un dispositivo de punta alar para aeronaves de ala fija
No full textEste trabajo presenta un procedimiento experimental implementado para realizar la evaluación mediante simulación CFD del desempeño de un dispositivo de punta alar y su optimización a través del diseño experimental usando la Metodología de Superficie de Respuesta. La primera etapa del proyecto buscó establecer una metodología base adecuada en los procesos de modelación geométrica, enmallado y simulación CFD que permitieran obtener los resultados válidos y congruentes a resultados previamente publicados. La geometría base evaluada fue adoptada de un modelo de investigación común de aeronave denominado CRM (Common Research Model) de alta velocidad de la NASA. Todas las simulaciones de las etapas del proyecto fueron hechas usando el software Fluent R23.1 de ANSYS, con la necesidad de usar el clúster HPC para llevarlas a cabo. Las simulaciones se realizaron usando el solucionador basado en densidad y activando la solución de la ecuación de energía, condiciones requeridas para evaluar correctamente las condiciones de operación de flujo compresible de Mach 0.85. En las simulaciones se utilizó el modelo de turbulencia SST k-omega. Se evaluaron los coeficientes sustentación, arrastre y de momento de cabeceo a un ángulo de ataque de 2.75°, además se obtuvieron visualizaciones gráficas del desarrollo del flujo para los modelos estudiados usando parámetros como el coeficiente de fricción superficial, la intensidad de turbulencia, Q-Criterion y la magnitud de vorticidad generada. Los resultados numéricos de la primera etapa de análisis de convergencia y validación de resultados base indicaron que, con la metodología usada, a partir de una malla de 20 millones de elementos, los resultados de fuerzas y desempeño aerodinámico del modelo permiten predecir el desarrollo de las variables de flujo y turbulencia en el modelo. Posteriormente, la segunda etapa buscó validar la efectividad de un winglet base acoplado al modelo, el cual fue modelado con respecto a la geometría real un avión Boeing 787-9. Se obtuvo que con la presencia de un dispositivo base de estas características se logra una reducción de casi 20% en el valor del arrastre inducido sobre el avión. La últimas etapas del proyecto buscaron lograr la optimización de este modelo base de winglet al variar sus parámetros geométricos de ángulo de inclinación, ángulo de barrido e intensidad de la curvatura de transición. Al aplicar la metodología de Superficie de Respuesta, el efecto de arrastre inducido fue ajustado a un modelo polinomial que combina los efectos de los parámetros evaluados. Un modelo optimizado fue obtenido, el cual permitió que la reducción de arrastre inducido fuera de 32.6% y de arrastre total de 6.6% con respecto al modelo base CRM sin winglet. Además, permitió obtener una mejor respuesta visual, menos intensa y más suavizada de la generación del vórtice en la punta usando las visualizaciones disponibles en ANSYS para realizar la representación gráfica.Magíster en Ingeniería MecánicaMaestrí
Molecular epidemiology driving precision medicine: Unraveling some genetic and environmental determinants in certain Colombian populations
No full textThe interplay between molecular epidemiology and precision medicine, coupled with collaborative initiatives may drive Colombia into a new era of healthcare tailored to the individualized genetic profile in the Colombian population. Studying chronic diseases such as Neuromyelitis Optica spectrum disease (NMOSD), chronic kidney disease (CKD), hemophilia A (HA) and B (HB), and von Willebrand disease (VWD) in Colombia is crucial to better understand their prevalence, presentation patterns, and treatment needs in the population. This enables the development of effective prevention, diagnostic, and medical care strategies tailored to the country's specific needs. Increased attention to diversity will increase the accuracy, utility, and acceptability of using this genomic information for clinical care (6). Considering this context, where chronic diseases pose significant health challenges, ME approaches through affordable genetic and bioinformatic research has been applied in this thesis work to address these issues. Three different studies exemplify this integration. The first chapter, divided into two sections, will focus on, first the characterization of HLA class II alleles in NMOSD patients in Colombia, and second, identifying new NMOSD disease biomarkers as well as understanding the studied population structure. The second chapter will focus on understanding the impact of genetic polymorphisms on mercury levels and CKD, and the third chapter will focus on identifying the genetic mutations associated with inherited bleeding disorders in Colombia and developing and implementing low-cost genetic diagnostic methods.
Given that Colombia may present one of the highest prevalence rates of NMOSD in Latin America (14), we highlighted the need for further investigation into the contributing factors of this disease. In this sense, understanding the specific HLA class II genetic landscape in our population can provide valuable insights into the complex interplay between genetic predisposition and environmental factors influencing NMOSD susceptibility. Our first study
represents the first exploration of HLA patterns in NMOSD patients in Colombia and, to our knowledge, has one of the largest HLA characterized NMOSD cohorts studied in Latin America. The inclusion of multidimensional genetic biomarker data from large numbers of subjects exemplifies the consideration of human genomics within precision public health research (15). In addition to these genomic biomarkers, the ability to detect other biomarkers
including the transcriptome is also increasing significantly. This is also considered in Chapter 1, where FOXP3 gene expression was measured and compared to healthy controls as a possible new biomarker of the disease.
The second chapter presents a study placed in the field of environmental health. The integration of human genomic research within environmental health research may help to elucidate how individual-level factors (e.g., genetic data) and macro-level factors interact to influence health, providing a better understanding of mechanisms underlying complex gene-environment interactions (15). In Colombia, where environmental exposures may vary across
regions, understanding how these factors interact with genetic predispositions becomes crucial. The study on the impact of genetic polymorphisms on mercury (Hg) levels and CKD sheds light on the intricate relationship between genetic variations, environmental exposures, and disease outcomes in the Colombian population.
Ultimately, the investigation into inherited bleeding disorders in Bogotá incorporated genetic and bioinformatic methods to enhance the precision of diagnoses. This not only refines the detection of individuals with specific genetic conditions but also streamlines the creation of personalized treatment plans based on the individual's genetic background. Consequently, these findings play a crucial role in comprehending the economic and health implications of precision public health initiatives, particularly regarding their support for health equity. With improved data, healthcare resources can be better managed and allocated (15).
In conclusion, this thesis represents an effort to delve into the molecular etiology of some chronic human diseases, from autoimmune disorders to metabolic and genetic conditions. This effort provided valuable insights that can guide the development of more effective diagnostic approaches in the clinical setting and in the development of biomarkers that can support the public health fields of both early diagnosis and intervention to limit the burden
of these diseases.This PhD was financially supported through the distinction of being a beneficiary of a Graduate Assistance from the department of Biological Sciences from Universidad de los Andes. The projects received funding through the Internal Research Call from Universidad El Bosque, the Research and Postgraduate Committee of the School of Science of the Universidad de los Andes (Calls: for seed projects for doctoral students 2021-10, INV-2023-162-2819, INV-2020-105-2075, for seed projects for master students 2016-2 and for the financing of research projects of the “Vicedecanatura de Investigaciones” 2017-1) and from the Colombian Ministry of Science, Technology, and Innovation (Minciencias), grant code 122280763951 (Contract No.: 770-2018)DoctoradoGenética de poblacione
Determinants of the Effectiveness of Data Strategies in Companies: Evidence from the Colombian Banking Sector
No full textEn el entorno competitivo actual, las organizaciones enfrentan el desafío de alinear sus estrategias de negocio con tácticas de datos efectivas para maximizar el valor generado a partir de sus activos informacionales. Esta convergencia es especialmente relevante en el sector financiero, donde el uso estratégico de datos puede transformar la toma de decisiones, mejorar la eficiencia operativa e impulsar la innovación. Sin embargo, la implementación exitosa de estas prácticas se enfrenta a numerosos desafíos técnicos, organizacionales y culturales que pueden influir significativamente en su desemvpeño.Este trabajo doctoral examina estos desafíos mediante un estudio detallado de caso en el Grupo Aval, uno de los conglomerados financieros más grandes de América Latina. El objetivo principal es identificar y analizar los factores que afectan el éxito de las estrategias de datos. A través de un enfoque metodológico mixto, en donde se combinan la investigación cualitativa y cuantitativa, esta revela cómo la calidad de los datos, la tecnología, el liderazgo, la cultura organizacional y la colaboración impactan directamente en el desempeño de las iniciativas de datos, determinando su capacidad para generar valor.La contribución principal de esta tesis radica en la integración clara y práctica de la estrategia de datos con la estrategia de negocio, demostrando cómo una alineación efectiva entre ambas puede potenciar el retorno de inversión y ofrecer ventajas competitivas. Este estudio proporciona una nueva perspectiva teórica sobre la relación entre factores técnicos y organizacionales y el desempeño en estrategias de datos y también aporta ideas prácticas para que organizaciones que buscan optimizar sus operaciones lo puedan hacer a través de un uso estratégico de los datos.Finalmente, esta investigación ofrece una contribución a la discusión académica al proponer un marco conceptual que define la estrategia de datos en un contexto específico y subraya su relevancia en el negocio. Este marco proporciona una guía para comprender cómo optimizar el valor de los datos en un entorno empresarial cada vez más digitalizado, competitivo y globalizado.In today’s competitive environment, organizations face the challenge of aligning their business strategies with effective data-driven tactics to maximize the value generated from their informational assets. This convergence is particularly relevant in the financial sector, where the strategic use of data can transform decision-making, enhance operational efficiency, and drive innovation. However, the successful implementation of such practices encounters numerous technical, organizational, and cultural challenges that can significantly influence their performance.
This doctoral research examines these challenges through a detailed case study of Grupo Aval, one of the largest financial conglomerates in Latin America. The primary objective is to identify and analyze the factors that affect the success of data strategies. Using a mixed-methods approach that combines qualitative and quantitative research, the study reveals how data quality, technology, leadership, organizational culture, and collaboration directly impact the performance of data initiatives, shaping their ability to generate value.
The main contribution of this thesis lies in the clear and practical integration of data strategy with business strategy, demonstrating how effective alignment between the two can enhance return on investment and provide competitive advantages. This study offers a novel theoretical perspective on the relationship between technical and organizational factors and the performance of data strategies. It also provides practical insights for organizations seeking to optimize their operations through the strategic use of data.
Finally, this research contributes to the academic discourse by proposing a conceptual framework that defines data strategy in a specific context and highlights its business relevance. This framework serves as a guide for understanding how to optimize the value of data in an increasingly digitalized, competitive, and globalized business environment.ADL DIGITAL LABDoctoradoGeneración de valor empresarial mediante el uso de datos e inteligencia artifica