Universidad de Los Andes
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Caracterización de parámetros de conmutación dinámica en dispositivos de potencia basados en GaN
No full textEn los últimos años, el nitruro de galio (GaN) ha cobrado gran relevancia en el ámbito de la electrónica de potencia gracias a sus propiedades excepcionales como semiconductor, que lo convierten en un material prometedor para la fabricación de dispositivos capaces de operar a altas frecuencias y potencias. Sin embargo, estas mismas características hacen que dichos dispositivos sean más sensibles a variaciones en los parámetros de operación (voltaje, corriente, frecuencia), especialmente en aplicaciones de conmutación dinámica, como convertidores sincrónicos o sistemas de control, donde estos parámetros varían continuamente con el tiempo. Actualmente, no existe un método estandarizado para caracterizar los parámetros involucrados en el proceso de conmutación de un dispositivo basado en GaN (tiempos de retardo, de subida y bajada, tasas de cambio de corriente y voltaje, energía disipada, entre otros), ni para evaluar su comportamiento tras un tiempo prolongado de operación, lo cual dificulta su integración confiable en sistemas de electrónica de potencia. En el presente proyecto se desarrolló una metodología completa para la caracterización de parámetros de conmutación en dispositivos GaN, integrando un enfoque teórico y experimental. Se formuló un modelo teórico semiempírico que describe el proceso de conmutación en dispositivos tipo HEMT de GaN, el cual permite predecir las curvas de corriente de drain y voltaje drain–source del dispositivo bajo condiciones representativas de operación en aplicaciones de potencia (V_\text{bus}, I_L, f, etc.), resolviéndose numéricamente mediante simulación. Adicionalmente, se modeló de forma física la relación corriente–voltaje en el canal, así como los elementos parásitos dependientes del voltaje, con base en datos experimentales obtenidos de la hoja de especificaciones del dispositivo. En paralelo, se diseñó y fabricó una placa de pruebas especializada, capaz de obtener las curvas de corriente y voltaje del dispositivo y estudiar su evolución bajo operación prolongada, mediante la integración en un mismo sistema de los tres métodos existentes de caracterización: Double Pulse Test, Multiple Pulse Test y Short Circuit Test. Esta plataforma fue desarrollada para operar en condiciones de medio y alto voltaje y frecuencia (hasta 1 kV y 10 MHz). Finalmente, se validó la metodología desarrollada mediante la caracterización completa de los parámetros de conmutación del HEMT de GaN GS-065-030-2-L, extrayendo sus curvas de conmutación tanto de forma teórica como experimental bajo una aplicación con V_\text{bus} = 20 V, I_L = 1 A, f = 1 MHz. A partir de estas, se determinaron sus parámetros de conmutación (t_d(on), t_fv, t_ri, t_c(on), dV/dt, di/dt) tanto estáticos como después de un tiempo de operación y se comprobó la efectividad del modelo propuesto para describir el comportamiento real del dispositivo. Finalmente, se calculó la energía disipada E_c(on) y E_\text{on} de forma teórica, experimental instantánea y experimental después de un tiempo. De esta manera, se logró validar la metodología como una herramienta robusta y precisa para caracterizar dispositivos GaN en aplicaciones de alta frecuencia y potencia, donde es fundamental contar con un control preciso sobre la energía disipada en el proceso, estableciendo una plataforma efectiva para la evaluación y selección de estos dispositivos en electrónica de potencia.In recent years, gallium nitride (GaN) has gained significant relevance in the field of power electronics due to its exceptional semiconductor properties, which make it a promising material for the fabrication of devices capable of operating at high frequencies and power levels. However, these same characteristics also make such devices more sensitive to variations in operating parameters (voltage, current, frequency), especially in dynamic switching applications, such as synchronous converters or control systems, where these parameters continuously change over time. Currently, there is no standardized method for characterizing the parameters involved in the switching process of a GaN-based device (such as delay times, rise and fall times, current and voltage slew rates, dissipated energy, among others), nor for evaluating its behavior after prolonged operation, which hinders its reliable integration into power electronic systems. This project developed a comprehensive methodology for the characterization of switching parameters in GaN devices, combining both theoretical and experimental approaches. A semi-empirical theoretical model was formulated to describe the switching process in GaN HEMT-type devices, enabling the prediction of drain current and drain-source voltage curves under representative operating conditions in power applications (Vbus, IL, f, etc.), solved numerically through simulation. Additionally, the current–voltage relationship in the channel and voltage-dependent parasitic elements were physically modeled based on experimental data extracted from the device datasheet. In parallel, a specialized test board was designed and fabricated, capable of capturing the current and voltage waveforms of the device and studying their evolution under prolonged operation. This system integrates the three existing characterization methods,Double Pulse Test, Multiple Pulse Test, and Short Circuit Test, into a single platform designed to operate under medium and high voltage and frequency conditions (up to 1 kV and 10 MHz). Finally, the proposed methodology was validated through the complete characterization of the switching parameters of the GaN HEMT GS-065-030-2-L, extracting its switching curves both theoretically and experimentally under a test application with Vbus = 20 V, IL = 1 A, and f = 1 MHz. From these results, switching parameters (td(on) , tfv, tri, tc(on) , dV /dt, di/dt) were determined both in static conditions and after prolonged operation, confirming the effectiveness of the proposed model in describing the actual device behavior. Finally, the energy dissipated during turn-on (Ec(on) and Eon) was calculated theoretically, experimentally, and experimentally after prolonged use. Thus, the methodology was validated as a robust and accurate tool for characterizing GaN devices in high-frequency or high-power applications, where precise control over switching energy dissipation is essential, establishing an effective platform for the evaluation and selection of these devices in power electronics.PregradoElectrónica de Potenci
Pronóstico de demanda de una empresa del sector minorista
No full textEl sector minorista presenta alta variabilidad en la demanda debido a efectos estacionales y promociones, lo que dificulta la planificación operativa. Este trabajo evalúa enfoques estadísticos, de machine learning y de detección híbrida de patrones para pronosticar ventas diarias por categoría, aplicando técnicas sobre datos históricos de retail. Se identificó que los modelos basados en aprendizaje automático con suavización mediante medias móviles presentan el mejor desempeño frente a alternativas tradicionales e híbridas. Los resultados indican que este enfoque mejora la precisión en la predicción de la demanda y representa una solución escalable para apoyar decisiones de planificación y abastecimiento. Aunque los modelos se entrenaron sobre datos públicos, su adaptación a información real permitiría mejorar los procesos de gestión en compañías del sector.Maestrí
Análisis genómico diferencial de aislamientos clínicos de Klebsiella pneumoniae susceptibles y resistentes a carbapenémicos, causantes de infección en Unidades de Cuidado Intensivo en Colombia
No full textEste estudio presenta un análisis genómico comparativo de 215 aislamientos clínicos de Klebsiella pneumoniae obtenidos de Unidades de Cuidado Intensivo (UCI) en diez ciudades de Colombia, con el objetivo de caracterizar su estructura poblacional, perfiles de resistencia antimicrobiana y determinantes de virulencia. Mediante secuenciación de genoma completo y enfoques filogenómicos, se identificaron cinco clados principales (A–E) y diez subclados, evidenciando una alta diversidad genética y una amplia distribución geográfica. Los clados A y B se asociaron predominantemente con aislamientos resistentes a carbapenémicos, concentrando genes como blaKPC-3, blaNDM-1 y blaVIM-24, mientras que los clados C, D y E agruparon mayoritariamente aislamientos susceptibles o productores de BLEE. El estudio revela el papel central de los plásmidos y otros elementos genéticos móviles en la diseminación de la resistencia, así como la presencia limitada pero relevante de aislamientos con marcadores de hipervirulencia. Estos hallazgos resaltan la complejidad evolutiva de K. pneumoniae en entornos hospitalarios colombianos y subrayan la importancia de integrar la vigilancia genómica como herramienta clave para el control de la resistencia antimicrobiana.Maestrí
Diseño y construcción de sistema térmico para aprovechamiento de energía solar
No full textEl propósito central es aprovechar excedentes de energía solar para producir y almacenar agua caliente y, simultáneamente, diseñar, instrumentar y medir el desempeño de un micro-distrito térmico representativo.Este proyecto de grado propone y valida un micro-distrito térmico experimental, en circuito cerrado de agua, que integra dos subsistemas complementarios: (i) una bomba de calor para elevar la temperatura y cargar el tanque, y (ii) un chiller que extrae calor para habilitar escenarios de enfriamiento o imponer cargas térmicas controladas durante la caracterización. La electricidad que alimenta ambos equipos proviene prioritariamente de energía solar; en laboratorio se recurre a respaldo de red mientras se completa la integración con la planta solar fotovoltaica ubicada en la terraza del edificio Mario Laserna (Universidad de los Andes). Sobre esta base física se implementa una capa IoT (ESP32 + MQTT) para adquisición, transmisión y registro en tiempo real de temperaturas, caudales y nivel del tanque, con visualización en un tablero de control y almacenamiento para análisis posterior.Pregrad
Biotechnological production of pigments for the textile industry: E.coli MG1655/K12 as microbial platform to the production of red fluorescent protein using LB and alternative LB media under different induction conditions
No full textThe textile industry faces major environmental challenges associated with the use of synthetic dyes, which generate high levels of water pollution, elevated treatment costs, and health risks. This study evaluated the biotechnological production of red fluorescent protein (RFP) as an alternative pigment for textile applications using Escherichia coli MG1655/K12 as a microbial platform. RFP production was compared under standard conditions in Luria Bertani (LB) medium supplemented with antibiotic and IPTG and under alternative formulations that excluded antibiotics and IPTG and replaced tryptone with autoclaved baker’s yeast as a low-cost nitrogen source.
The results showed that the removal of both antibiotic and IPTG did not significantly affect bacterial growth or RFP productivity, producing biomass, specific growth rates, and pigment levels comparable to standard conditions. Substitution of tryptone with autoclaved baker’s yeast maintained RFP production an increased biomass accumulation. Cost analysis showed a reduction of up to 17-fold in media cost compared to conventional LB.
This work demonstrates the feasibility of a low-cost and environmentally sustainable microbial process for the production of a protein-based pigment with potential for industrial-scale textile applications.Maestrí
Is My Boss an App? A Qualitative Analysis of the Relationship Between Drivers and Uber in Colombia
No full textEste Borrador de Trabajo y Derecho presenta los resultados de una investigación del Semillero de Investigación Trabajo y Derecho de la Universidad de los Andes basada en entrevistas semiestructuradas realizadas a 34 conductores de Uber en la ciudad de Bogotá, entre el 7 y el 27 de junio de 2023. El objetivo de este texto es analizar, desde una perspectiva material, la naturaleza jurídica de la relación entre los conductores y la plataforma. Entre los hallazgos más relevantes se destaca que dicha relación no puede entenderse bajo los parámetros tradicionales de independencia contractual. En las experiencias de los conductores encontramos la existencia de mecanismos de control algorítmico, incentivos condicionantes de su comportamiento y regulaciones unilaterales por parte de la plataforma. Estos son indicios fuertes de la existencia de una relación subordinada de empleo. Sin embargo, es claro que Uber no reproduce el modelo clásico de relación laboral, sino que ha transformado el esquema de control a través de algoritmos, configurando una estructura más sofisticada de la subordinación en la cual ésta se ejerce de manera indirecta pero efectiva.This Working Paper presents the results of an investigation by the Labor and Law Research Seedbed (Semillero de Investigación Trabajo y Derecho) of the Universidad de los Andes based on semi-structured interviews conducted with 34 Uber drivers in the city of Bogotá, between June 7 and 27, 2023. The objective of this text is to analyze, from a material perspective, the legal nature of the relationship between the drivers and the platform. Among the most relevant findings, it stands out that this relationship cannot be understood under the traditional parameters of contractual independence. In the drivers' experiences, we found the existence of algorithmic control mechanisms, incentives that condition their behavior, and unilateral regulations by the platform. These are strong indications of the existence of a subordinate employment relationship. However, it is clear that Uber does not reproduce the classic model of a labor relationship, but rather has transformed the control scheme through algorithms, configuring a more sophisticated structure of subordination in which it is exercised indirectly but effectively
Integra: Una herramienta digital para mejorar la gestión de la infraestructura física de la superintendencia de notariado y registro de Colombia.
No full textLa gestión adecuada de la infraestructura física en las entidades públicas es un factor esencial para contar con el funcionamiento adecuado de las mismas, la seguridad de los funcionarios, usuarios y el uso adecuado de los recursos públicos. En la Superintendencia de Notariado y Registro (SNR), atender los requerimientos para el mantenimiento preventivo y correctivo, adecuación y construcción de las Oficinas de Registro de Instrumentos Públicos (ORIP) se ha visto afectado por la carencia de un sistema centralizado que posibilite consolidar, priorizar y dar seguimiento oportuno a dichas solicitudes.
Teniendo en cuenta lo anterior, el presente proyecto de grado tiene como finalidad diseñar e implementar una plataforma digital centralizada llamada Integra, la cual, está orientada a la gestión integral de la infraestructura física de la SNR a nivel país. La metodología empleada incluyó una fase diagnóstica basada en la identificación de las principales falencias del proceso actual, la evaluación de diferentes herramientas tecnológicas disponibles para suplir la necesidad antes mencionada y el diseño de un modelo ajustado a las necesidades específicas del grupo de infraestructura.
Como resultado, Integra permite mejorar la trazabilidad de los requerimientos, optimizar los tiempos de respuesta, reducir reprocesos y sobrecostos, y robustecer la toma de decisiones para la planificación de futuras inversiones. Asimismo, el sistema contribuye a una gestión eficaz y transparente, integrada con los principios de mantenimiento preventivo y uso responsable de los recursos públicos, aportando una herramienta escalable a otras dependencias de la SNR.The proper management of physical infrastructure within public entities is a key factor in ensuring their effective operation, safeguarding users, and promoting the efficient use of public resources. At the Superintendence of Notary and Registry (SNR), the handling of requests related to the maintenance, adaptation, and construction of the Public Instruments Registry Offices (ORIP) has been hindered by the absence of a centralized system capable of consolidating, prioritizing, and providing timely follow-up to such demands.
In light of this, the present thesis project aims to design and implement a centralized digital platform called Integra, which is oriented toward the comprehensive management of the SNR’s physical infrastructure at the national level. The methodology employed included a diagnostic phase based on the identification of the main shortcomings of the current process, the evaluation of various technological tools available to address the aforementioned need, and the design of a model tailored to the specific requirements of the infrastructure group.
As a result, Integra enhances the traceability of requests, optimizes response times, reduces rework and additional costs, and strengthens decision-making in investment planning. Furthermore, the system contributes to more efficient and transparent management, aligned with the principles of preventive maintenance and the responsible use of public resources, while providing a scalable tool for other SNR departments.Superintendencia de Notariado y RegistroMaestrí
Operación remota de dispositivos microfluídicos para la producción de nanocompuestos
No full textEste proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de control remoto para dispositivos microfluídicos, orientado a la producción de nanocompuestos. A través de la integración de tecnologías de monitoreo y control, como un potenciostato para mediciones electroquímicas, sensores de temperatura y un sistema de control térmico, se busca mejorar la precisión, estabilidad y reproducibilidad del proceso. Inicialmente, se implementó un control remoto basado en una interfaz web; sin embargo, debido a limitaciones de conectividad y escalabilidad, se reestructuró el sistema utilizando comandos seriales para una mayor versatilidad y operatividad. Este enfoque permite la supervisión y ajuste en tiempo real de los parámetros del proceso, mejorando la eficiencia en la producción de nanocompuestos y facilitando la colaboración remota entre equipos de investigación. Este trabajo demuestra el potencial de integrar tecnologías de monitoreo y control remoto en la producción de nanocompuestos, abriendo nuevas posibilidades para la optimización de procesos industriales y la cooperación internacional en investigación.Pregrad
Momentos: Un proyecto como respuesta a una reflexión intensiva sobre el borde
No full textEn medio de la búsqueda de un proyecto arquitectónico a través de un concepto, se emprendió un viaje que dio como resultado este pasaje urbano como respuesta a las reflexiones y definiciones planteadas en un comienzo. Así como en la fotografía de Fernell Franco, que partía de una repetición de planos seguidos con el objetivo de “ensanchar los límites de lo real”, en este proyecto el ritmo y la secuencia de planos repetidos conforman la espacialidad de recorrido del borde. De igual manera, como Diller Scofidio plantearon en su Slow House, el recorrido es el que hace el proyecto y la intención de que este sea un tránsito entre el espacio físico y la contemplación. Este pasaje parte del reconocimiento de que el recorrido que se da a partir de ritmo, gestos y acontecimientos es el que hace que el tiempo se conciba como un borde. Tal como la Estoa de Eumenes, que conecta el Odeón de Herodes y el Teatro de Dioniso, en este pasaje no solo se da una ampliación del espacio peatonal que caracteriza a la carrera 5 y una reactivación urbana en el Parque Nacional, sino que se está mirando en retrospectiva al crecimiento urbano de Bogotá, homenajeando la importancia del Parque Nacional como espacio unificador histórico de la ciudad y resaltando esa relevancia que se perdía en algunos aspectos. Y, así como en el Museo de Arte Zaishui de Ishigami, se dio valor a que, en la variación dentro de la repetición intensiva, hay una riqueza que marca intencionalidades concretas y fuertes que vale la pena desarrollar de manera cuidadosa.
Este proyecto es la suma de todos estos aprendizajes y una serie de reflexiones que abren la puerta a más preguntas que respuestas sobre cómo se pueden tener múltiples reflexiones a partir de un concepto, y cómo con ellas se puede proyectar – en sus miles de formas – y posiblemente resultar en un espacio arquitectónico como resultado de ellas.Pregrad
BiliScan: Una forma de detectar cualitativamente, de manera no invasiva, la ictericia neonatal
No full textLa ictericia neonatal es una condición común en recién nacidos que, si no se detecta y trata a tiempo, puede derivar en complicaciones graves y un impacto negativo en su desarrollo. Los métodos diagnósticos actuales presentan limitaciones importantes, especialmente en pieles oscuras, donde la precisión es menor, lo que incrementa los riesgos para los neonatos y los costos asociados al sistema de salud. Este desafío destaca la necesidad de soluciones innovadoras que garanticen un diagnóstico temprano y preciso, independientemente de las características de la piel del paciente.
BiliScan se presenta como una solución integral que combina tecnologías de análisis de imágenes y procesamiento estadístico para abordar estas limitaciones. La propuesta incluye una aplicación móvil que identifica de forma temprana y no invasiva signos de ictericia en neonatos, independientemente del color de la piel del neonato. También cuenta con una plataforma de seguimiento clínico que facilita la monitorización continua del paciente y ofrece recomendaciones personalizadas a los profesionales de la salud, promoviendo una atención más eficiente y adaptada a las necesidades de cada caso.
El modelo de implementación de BiliScan se enfoca en establecer alianzas estratégicas con hospitales, clínicas y organizaciones de salud, particularmente en entornos con recursos limitados, mediante la oferta de licencias anuales. Este enfoque busca mejorar la calidad del diagnóstico neonatal, reducir los riesgos asociados a la ictericia y optimizar el uso de recursos en el sistema de salud, proporcionando una herramienta efectiva y accesible que contribuya a un diagnóstico más oportuno y preciso para todos los pacientes.Pregrad