Universidad de Los Andes
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Modeling of thermal runaway in lithium-ion batteries from a CFD approach using Fire Dynamics Simulator (FDS)
No full textThe increasing use of lithium-ion batteries in automotive and stationary energy-storage applications has raised safety concerns associated with thermal runaway scenarios. In this work, Computational Fluid Dynamics (CFD) models are developed and validated to predict the thermal behavior and the heat release rate (HRR) associated with the thermal runaway event in an NMC-type battery module composed of cylindrical cells. The CFD simulations are coupled with an analytical model based on the ejection of combustion gases in FDS and are contrasted with an empirical HRR model and with experimental data from another study.
First, experimental and numerical approaches to estimate HRR in lithium-ion batteries are briefly reviewed, with emphasis on empirical models and on the challenges of representing thermal runaway, combustion and heat transfer with the surroundings. When directly implemented in CFD, the empirical model from the literature reproduces the global HRR trend but leads to a marked overprediction of local and outlet air temperatures in both ANSYS Fluent and FDS, with maximum thermocouple readings exceeding experimental values by more than 100–300°C.
As an alternative, an analytical model based on gas ejection is formulated, linking the emitted mass, its composition and the yields of combustion products through global stoichiometric balances. This model is implemented in FDS through boundary conditions prescribed on the battery and is applied to three calorimeter configurations, a chamber-type calorimeter and two conical calorimeters with different extraction flow rates (1.8 and 2.0 m3/s). Validation is carried out against experimental data from the literature by comparing temperature profiles, HRR curves and flow fields.
For the chamber-type configuration, the gas-ejection model yields a root-mean-square error (RMSE) of approximately 67°C and a normalized error close to 17% for the average outlet temperature, compared with values above 40% in the ANSYS Fluent simulation reported in the literature. In terms of HRR, the same case achieves an RMSE on the order of 70 kW and a normalized RMSE of 3.9%, whereas the conical configurations and the reference model exhibit errors between 10 and 12%. In the conical calorimeter, discrepancies in temperature and HRR (NRMSE of approximately 19% and 10–12%, respectively) are associated with uncertainties in boundary conditions and ventilation.
Overall, the results show that the proposed gas-ejection-based approach provides a simplified yet physically grounded framework to predict the thermal response and HRR behavior during thermal runaway of lithium-ion batteries in FDS. Furthermore, this model represents a promising starting point for extension to real fire scenarios and to other battery configurations.Maestrí
Effect of different microbial inoculum over bacterial colonization and biofilm formation in basil (Ocimum basilicum) hydroponics
No full textAs the human population grows and natural resources become scarce, improving crop production is imperative. Traditional agriculture relies on chemical fertilizers and faces vulnerabilities due to climate change. Alternative methods, like hydroponics, and the role of microbial communities in plant development, offer promising possibilities. However, microbiomes in hydroponic systems are prone to instability due to nutrient solution circulation. This study aims to determine how inoculation strategies influence biological stability and plant growth in a hydroponic system using Kratky jars. Conditions evaluated include basil grown with nanopure water, a monoculture of plant growth-promoting bacteria (PGPB) Pseudomonas putida PAW85, and inoculation with biofilm from another basil hydroponic system. Flow cytometry and DNA quantification were used to track microbial community changes, with planned sequencing for community composition analysis. Biofilm thickness was assessed using microscopy to detail bacterial colonization.
The decrease in cell concentration following monoculture inoculation suggests that the observed effects may not depend on microbial stability but rather on an initial inoculation impact. Neither the bacterial monoculture nor the inoculated biofilm significantly affected plant height or span. However, root mass increased in plants inoculated with monoculture and biofilm compared to nanopure water, indicating potential benefits for root development and plant health. These findings provide insight into how microbial colonization influences plant growth in hydroponic systems and highlight the importance of managing microbial communities to promote sustainable crop production.Pregrad
JUEGOPOLIS
No full textEl proyecto JUEGOPOLIS se basa en una experiencia infantil en forma de casa/mochila que organiza misiones urbanas para niñas y niños (7–11 años) y convierte la ciudad en un hogar expandido donde se aprende jugando. El dispositivo incluye 8 compartimientos vinculados a tres modos de acción: 1) Mirar con todo el cuerpo, 2) Activar el lugar y 3) Ciudad en modo juego. Así mismo contiene un módulo transversal, Mi Guardián, el cual invita a cada niño a crear un personaje propio que guía decisiones, reglas y cuidado del entorno. La propuesta surge de cinco encuentros de co-diseño, bajo metodología centrada en la infancia, priorizando intervenciones sensibles, seguras y rejugables. El resultado es una experiencia replicable que enseña a leer, habitar y crear la ciudad de forma significativa.Pregrad
Cambios regulatorios y actividad constructiva: Evidencia del impacto del Decreto 555 de 2021 en la expedición de licencias de construcción en Bogotá.
No full textDiversos actores del sector construcción han advertido que el Decreto Distrital 555 de 2021, que adopta la revisión general del Plan de Ordenamiento Territorial (POT) de Bogotá, podría reducir la oferta formal de vivienda al endurecer los estándares mínimos de área, las condiciones de localización de la VIS/VIP y las cargas urbanísticas, además de incrementar la incertidumbre regulatoria. Este trabajo evalúa si dichos cambios normativos se tradujeron en una caída de la expedición de licencias de obra nueva habitacional en Bogotá. Para ello, se construyó un panel mensual entre 2019–2024 de ciudades a partir de las Estadísticas de Licencias de Construcción (ELIC) del DANE, excluyendo ampliaciones y modificaciones y construcciones diferentes a vivienda; la variable de interés es el logaritmo del número de licencias de obra nueva habitacional por cada 100.000 habitantes. Sobre este panel de 21 ciudades se implementa el método de Control Sintético (Abadie et al., 2010), tratando a Bogotá como única unidad intervenida. Aunque el POT entro a regir el 29 de diciembre del 2021, se identificó que la socialización y divulgación del mismo durante el 2021, causo que los agentes del mercado inmobiliario desde enero del 2021 modificaran su comportamiento, por lo que, se tomó enero de 2021 como inicio de la ventana de anuncio del nuevo POT y fecha del tratamiento, en línea con la literatura de efectos anticipatorios en mercados de suelo. El modelo produce un ajuste pretratamiento sólido (RMSPE ≈ 0,13), con una trayectoria muy similar entre Bogotá y su contrafactual sintético en 2019–2020. A partir de 2021, la serie de licencias de vivienda nueva en Bogotá se distancia de su sintético y la brecha promedio en el período posterior se sitúa en torno a -0,33 puntos logarítmicos, lo que equivale a una reducción cercana al 31 % en las licencias por cada 100.000 habitantes frente al contrafactual, significativo al 5%. En conjunto, los resultados aportan evidencia causal para una gran ciudad latinoamericana sobre cómo reformas pro-densificación que se acompañan de mayores cargas normativas y alta incertidumbre pueden contraer la producción formal de vivienda en el corto y mediano plazo.Maestrí
Diseño y evaluación de un sistema de toma de imágenes de cielo y datos meteorológicos de bajo costo para el análisis de producción energética.
No full textEste trabajo presenta el diseño e implementación de un sistema integral para la recolección, procesamiento y modelado de datos meteorológicos orientados a la predicción de irradiancia solar. En cumplimiento del objetivo general, se desarrolló un prototipo funcional capaz de capturar imágenes del cielo y datos meteorológicos (temperatura, humedad, presión atmosférica) de forma autónoma y remota, con almacenamiento automatizado en un servidor mediante red local.
A partir de los datos recolectados, se diseñó un pipeline de preprocesamiento enfocado en imágenes de cielo, el cual incluye la corrección de objetos irrelevantes en la imagen, la segmentación mediante K-means++ aplicado en los componentes del espacio de color HSV, así como el cálculo del porcentaje de nubosidad. Este proceso permitió enriquecer las imágenes con un cuarto canal (saturación), facilitando una representación computacional más robusta del cielo.
Finalmente, se estableció un modelo predictivo de irradiancia basado en una arquitectura CNN+LSTM, el cual fue entrenado bajo un horizonte de predicción de 0 minutos (nowcasting). Se desarrollaron dos variantes: una que procesaba exclusivamente imágenes y otra extendida con variables meteorológicas auxiliares mediante un enfoque multimodal. Los resultados evidencian que la inclusión de variables auxiliares reduce significativamente el error de predicción (MAE y MSE), validando la utilidad de este tipo de información incluso en horizontes inmediatos. El trabajo establece así una base sólida para el desarrollo futuro de modelos más complejos aplicables a la gestión energética en tiempo real.Maestrí
Centro Natural del Bienestar
No full textEste proyecto se centró en ayudar a la comunidad del Centro del Bienestar del Anciano Jaime Hincapié, un ancianato ubicado en Anolaima, Cundinamarca.
La idea es proporcionar a esta comunidad con un proyecto lo más estructurado posible, con materiales fáciles de conseguir, sostenible y que respondiera a sus necesidades.
La intención principal es generar un bienestar para esta comunidad y un envejecimiento de calidad. Para esto se hizo una investigación sobre el lugar y su comunidad y con esta información se buscó hacer un espacio donde pudieran vivir más cómodamente y donde pudieran hacer actividades del día a día que les generara este bienestar, centrándose en lo natural que los rodea.Pregrad
The Water Cycle and Nature’s Contributions in Latin America and the CaribbeanChallenges and opportunities for transformation
No full textThis technical document has been prepared as input for the XXIV Meeting of the Forum of Ministers of the Environment of Latin America and the Caribbean (LAC), to be held in Lima, Peru, in September 2025.
Human well-being and economic development depend profoundly on the proper functioning of ecosystems, particularly those ecological functions that regulate the water cycle and support multiple ecosystem services (IPBES) such as Nature's Contributions to People (NCP), which range from the provision of clean water, food, and materials to climate regulation, soil fertility, and support for cultural identity
Confianza y gobernanza en el Posconflicto Colombiano: Un análisis empírico de percepciones ciudadanas, 2017 Y 2023
No full textEste trabajo de investigación busca sustentar en qué medida se asocian elementos microsociales, como la confianza interpersonal hacia endogrupos y exogrupos e institucional con la percepción de los habitantes de los territorios PDET en contextos de transición hacia el posconflicto, sobre la respuesta institucional y la disposición al diálogo, negociación y la reconciliación, entendidas como condiciones clave para alcanzar una gobernanza eficaz en escenarios de posconflicto. Esta investigación, buscó asociaciones estadísticas entre datos de la encuesta de Monitoreo a Percepciones y Actitudes Frente al Proceso de Paz (MAPS), aplicada por el Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo en 2019, 2021 y 2023. Los resultados confirman que el aterrizaje e implementación efectiva de políticas de paz se benefician de factores microsociales, que retroalimentan y refuerzan a la gobernanza en el postconflicto. La eficacia percibida del avance de los programas, la llegada de bienes y la participación local tienen mayor eco en la confianza política o institucional, mientras que la disposición hacia el uso del diálogo, la negociación como salida a los conflictos y la reconciliación en la confianza hacia los exogrupos y los endogrupos, tradicionalmente ha sido descuidada en el diseño institucional y las políticas públicas relacionadas.MaestríaPaz y desarroll
From Sink to Source: Demographic Change and Early Health Transition in Bogotá, 1878-1938
No full textCódigos JEL.: I12, J11, J13, N36, 015This paper identifies Bogotá as a demographic sink during the late nineteenth and early twentieth centuries. The almost permanent contraction of its natural population resulted from low birth rates and heightened death rates. After the Thousand Days’ War (1899–1902), this condition was reversed. Rapid population growth ensued for over a century, as the city added, to the regular flows of immigrants, annual surpluses of its own natural population. Bogotá thus turned into a demographic source. This historical shift from sink to source was closely linked to changes in health. This research demonstrates that three traits of the early health transition (EHT) were present during this transformation: death-rate stabilization, improvements in life expectancy, and structural changes in the causes of death. It reconstructs historical statistics for crude death, birth, marriage, and natural-increase rates, and develops life tables, including survival rates based on abridged and period data from largely unpublished or unexplored archival sources. These empirical findings substantiate the contributions made to the literature on the city’s social and demographic past and broaden the perspectives for other scholars to apply the EHT and naturalpopulation frameworks to the historical evolution of cities in Latin America and beyond
Tanda: La mesa en juego
No full textEste proyecto parte del acto cotidiano de comer para explorarlo como una experiencia de encuentro, juego y presencia compartida. A través de una serie de encuentros experimentales alrededor de la mesa, se investiga cómo la comida —al ser preparada, transformada y compartida— activa memorias, emociones y vínculos que reconfiguran la experiencia de compartir y habitar la mesa.
Más que diseñar una experiencia para comer, el proyecto propone la mesa como un territorio vivo donde los alimentos se vuelven un lenguaje para relacionarnos: un medio para provocar conversaciones, despertar recuerdos y generar conexiones sensibles entre las personas. En este contexto, comer deja de ser un gesto automático y se convierte en una experiencia participativa, abierta a la exploración y a la co-creación.
Así, más allá de nutrir el cuerpo, el acto de comer recupera su dimensión humana, social y afectiva, invitando a habitar la mesa como un espacio de juego, memoria y vínculo.Pregrad