Repositorio de la Universidad Industrial de Santander
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Recent Submissions
Ignición asistida de un proceso de combustión in situ con partículas de óxidos de metales de transición
(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-18) Akimushkina Valencia, Lucía; Kafarov, Viatcheslav Victorovich; Bottía Ramírez, Hernando; Pedraza Avella, Julio Andrés; León Bermudez, Adán Yovani
The growing global energy demand has shifted attention toward unconventional oils due to their abundance. In reservoirs containing extra-heavy crude oil at significant depths, in-situ combustion (ISC) is often the only feasible recovery method. This method consists in the generation of oxidation reactions between crude oil and an oxidizing agent. The initial stage of the process, known as ignition, requires a sustained temperature increase, driven by the rate of heat generation from oxidation reactions, which must exceed heat losses in the reservoir. The rate of heat generation can be enhanced with the use of transition metals oxides as catalysts for the oxidation reactions.
Three transition metal oxides (MnO2, MoO3 and Fe3O4) were synthesized at different temperatures to obtain different particle sizes. Size and morphology were determined by SEM, TEM, and adsorption isotherms. The performance of the synthesized oxides was evaluated on the oxidation reactions of an extra heavy oil. Kinetic parameters were estimated using the isoconversional method. The obtained activation energy of the catalyst with the best performance was used in a developed numerical model to evaluate the ignition stage in terms of temperature and oxygen profiles as functions of distance and time.
The addition of metal oxides altered the oxygen consumption as well as the oxidation products, specifically increased the CO₂/CO molar ratio across all systems. A correlation was observed between particle size and the obtained activation energies with smaller particles leading to lower activation energies compared to larger ones for the Iron and Manganese catalysts. The most favorable kinetic changes were observed with molybdenum oxide in the size of 4.61 ± 1.72 um. The catalyst reduced the activation energy during the low temperature oxidation (LTO) by 9.46% and the high temperature oxidation (HTO) by 13.3% compared to the crude oil alone. The presence of the catalyst significantly enhanced the ignition stage, reducing the time required to achieve the process's auto-sustainability by 25.5%.
Desarrollo de un plan de mantenimiento preventivo dirigido al sistema CCTV en remolcadores Easter, KP3400 y KP1250 aplicando análisis de criticidad y FMEA
(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-05) De La Cruz Hernández, Hamilton Jair; Molina Vargas, Jorge Iván; Martínez, Manuel de Jesús
Debido a la optimización cada día mayor del ámbito tecnológico, se hace necesario que se implementen en todo sistema un análisis de criticidad y FMEA con el objetivo de brindar mayor eficiencia, eficacia y ahorro de recursos no solo monetarios sino en el tiempo en el que se realice un proyecto. Muchos de los inconvenientes a la hora de entrega de trabajo son debido a la falla en el cumplimiento de procesos internos, de ahí que se hace necesario la elaboración de un plan de mantenimiento preventivo dirigido al sistema CCTV en remolcadores EASTER, kp3400 y kp1250 aplicando análisis de criticidad y FMEA, estos tipos de análisis permiten identificar los modos de falla, analizar los efectos de falla, determinar las causas raíz de los modos de falla, permite además, desarrollar un método de trabajo que tenga probabilidades de ser exitoso, seguro y confiable, Identificar los puntos de fallo y comprobar la integridad del sistema, cuya seguridad no debe estar comprometida, aunque para garantizarlo sea necesaria la introducción de nuevos modos y medidas de seguridad, así mismo, brinda la solución de las fallas de una manera más rápida y garantizada, ya que se describen los modos de fallo y sus causas.
Metodología de caracterización de patrones de consumo de energía eléctrica en el sistema de distribución de la Electrificadora de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-09) Muñoz Acosta, Andrés Mauricio; Mojica Suárez, Juan Andrés; Serna Suárez, Iván David; Jiménez Manjarrés, Yulieth
La demanda de energía en un sistema de potencia varía a lo largo del día, influenciada por los patrones de consumo de los usuarios. Entender estos patrones es clave para abordar los desafíos que enfrentan las empresas del sector eléctrico. Un sistema de distribución suele contar con equipos de medición que recopilan información de la red en intervalos regulares. En este contexto, gestionar esta información representa un desafío para las empresas distribuidoras de energía, que buscan aprovecharla para obtener beneficios. En esta monografía se presenta el diseño de una metodología para la caracterización de patrones de consumo de energía eléctrica en un sistema de distribución, utilizando datos recopilados a través del sistema SCADA. La metodología emplea técnicas de aprendizaje no supervisado, como K-MEANS y t-SNE, para identificar y clasificar los perfiles típicos de demanda de un conjunto de entrada según sus similitudes o características, en grupos denominados clústeres. Los resultados obtenidos en esta metodología permiten abordar objetivos clave, como mejorar los pronósticos de demanda, diseñar tarifas personalizadas, planificar la expansión de la infraestructura eléctrica y optimizar la gestión de la demanda en el sistema de distribución donde se aplique.
Adicionalmente, se presenta la implementación de esta metodología con datos provenientes de circuitos del sistema de distribución local de la Electrificadora de Santander S.A. E.S.P. (ESSA). Su aplicación permitió clasificar los circuitos según patrones de consumo similares, identificando un número adecuado de clústeres. Al final, se llevó a cabo un análisis para explorar la relación entre las características de los usuarios, como su tipo (residencial, comercial o industrial), su ubicación geográfica y los clústeres obtenidos.
Evaluación de la toxicidad de las nanopartículas de plata sintetizadas empleando el modelo animal de Artemia salina
(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-25) Carmargo Merchán, Laura Natalia; Hidalgo Buchelli, William Fernando; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Martínez Ortega, Fernando
El estudio se centra en la síntesis y caracterización de nanopartículas de plata (AgNPs) empleando extracto de Moringa oleifera como agente reductor y estabilizante, con el objetivo de evaluar su toxicidad en modelos biológicos como Artemia salina y células de Linfoma del Manto de colon (LCM). Se realizaron diversas pruebas para determinar las propiedades físico-químicas de las AgNPs, incluyendo espectroscopia UV-Vis, dispersión de luz dinámica (DLS) y potencial zeta, confirmando la formación de nanopartículas con tamaños entre 500nm y 2µm. No obstante, se observó una tendencia a la aglomeración, lo que podría afectar su estabilidad y bioactividad. En los ensayos biológicos, la exposición de Artemia salina a concentraciones entre 0,04µg/mL y 1,4µg/mL mostró un aumento progresivo de la mortalidad, alcanzando hasta 45% a la concentración más alta. Esto indica una toxicidad dosis-dependiente, aunque no lo suficientemente alta para establecer una CL50. En las pruebas con células LCM, la viabilidad celular disminuyó significativamente a concentraciones superiores a 0,4µg/mL, sugiriendo un efecto citotóxico severo a dosis altas. Los resultados destacan la necesidad de optimizar la síntesis de AgNPs para mejorar su estabilidad y reducir la formación de aglomeraciones. Además, se recomienda ampliar los estudios en otros modelos biológicos para evaluar su impacto ambiental y sus posibles aplicaciones en desinfección y biomedicina.
Validación de los métodos analíticos para determinar mercurio Hg y selenio Se por espectrometría de absorción atómica, boro B y cromo hexavalente Cr +6 por espectrofotometría UV-VIS, para el análisis en la matriz agua en los tipos de agua potable, superficial, subterránea, agua residual doméstica y agua residual no doméstica en el centro de gerenciamiento de residuos doña Juana S.A. E.S.P.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-05) Merchán Gómez, Silvia Juliana; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Pico Diaz,Patricia; Pinzón Joya, Julio Roberto; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
El presente estudio valida métodos analíticos para la determinación de mercurio (Hg) y selenio (Se) mediante espectrometría de absorción atómica, y boro (B) y cromo hexavalente (Cr+6) por espectrofotometría UV-VIS, aplicados a diferentes matrices de agua en el Centro de Gerenciamiento de Residuos Doña Juana S.A. E.S.P. Se establecieron criterios de validación como exactitud, precisión, linealidad, límite de detección y cuantificación, garantizando la confiabilidad de los resultados. La implementación de estos métodos permite el monitoreo efectivo de la calidad del agua potable, superficial, subterránea y residual, facilitando el cumplimiento de normativas ambientales. Los resultados obtenidos contribuirán a la
optimización de protocolos analíticos en laboratorios acreditados, asegurando datos confiables para la toma de decisiones en la gestión de recursos hídricos y control de contaminantes.