Ingeniería Mecánica
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Browsing Ingeniería Mecánica by browse.metadata.advisor "Amaris Castilla, Carlos Fidel"
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Item ANÁLISIS CFD DE UN CONVERTIDOR UNDIMOTRIZ DE BOYA OSCILANTE PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA APARTIR DE LAS OLAS EN LA BAHÍA SOLANO(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-22) Buitrago Suarez, Emerson Fabian; Carreño Santiago, Andres Fernando; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Florez Mera, Juan Pablo; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Chacon Velazco, Jorge LuisColombia enfrenta una creciente necesidad de fuentes de energía renovable, especialmente en las zonas no interconectadas del Pacífico, como la Bahía Solano. Con el aumento de las tarifas de energía y la falta de soluciones adecuadas para estas regiones, se ha propuesto el aprovechamiento de la energía undimotriz, que utiliza el movimiento de las olas para generar electricidad. Este proyecto tiene como objetivo evaluar el rendimiento de un convertidor undimotriz tipo boya oscilante mediante simulaciones CFD en ANSYS Fluent, explorando cómo interactúa con las olas para optimizar su diseño y maximizar su eficiencia energética. Las simulaciones mostraron que el dispositivo puede alcanzar una potencia máxima de 8 kW y un promedio de 3,9 kW, con una eficiencia teórica del 60,5\%. Además, se realizaron ajustes en la geometría del dispositivo para reducir la vorticidad, lo que mejoró la potencia promedio a 4 kW y la eficiencia a 62\%. El análisis comparativo con datos experimentales confirmó que el modelo CFD es efectivo para predecir el comportamiento del WEC. Se concluye que la energía undimotriz es una opción viable para la Bahía Solano, y se sugiere realizar estudios adicionales para optimizar el diseño y enfrentar posibles desafíos en su implementaciónItem Desarrollo de Recurso Interactivo en Genially para el Apoyo Académico en Termodinámica I en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la UIS(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-30) Pereira Arias, Jesus Alejandro; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Chacon Velasco, Jorge LuisLa UIS registró en los periodos 2023-II y 2024-I tasas de no aprobación entre 23.33% y 31.28% de estudiantes una vez matricularon la asignatura; se emplearon instrumentos de muestreo como encuestas y entrevistas dirigidas a profesores y estudiantes para identificar la causa. A partir de estos resultados, se determinó que los estudiantes atribuyeron la no aprobación de la asignatura a la falta de conocimientos previos, la dificultad en la comprensión de las temáticas abordadas en el curso, entre otras. Se seleccionaron los contenidos conceptuales de mayor dificultad percibida por parte del estudiantado destacando la primera ley de la termodinámica y su aplicación a sistemas abiertos y cerrados. Posteriormente, se llevó a cabo una investigación, selección de la información relevante para la enseñanza de la asignatura. Finalmente, esta información fue adaptada en la plataforma “Genially” con la finalidad de crear una herramienta de estudio interactiva que incluyera conceptos, ejercicios y recomendaciones tomando como enfoque de gamificación; esta herramienta fue implementada y bien recibida por parte del grupo de estudiantes en su prueba piloto, el 100% de estudiantes que participaron argumentaron que fue un buen complemento al momento de estudiar la asignatura, ese mismo grupo afirmó que recomendarían este recurso interactivo a alguien más.Item Estudio de los fenómenos de transferencia de calor y masa del vapor de agua sobre una placa de condensación de un desorbedor-condensador de membrana porosa hidrófoba para sistemas de refrigeración por absorción(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-26) Méndez Pedraza, Daniel Augusto; Caballero Ávila, Jhonatan Alexis; Amaris Castilla, Carlos Fidel; IVAN LEONARDO MEDINA CABALLERO; Flórez Mera, Juan Pablo; Fuentes Diaz, David AlfredoEl proyecto se enfoca en estudiar y analizar los fenómenos de transferencia de calor y masa del vapor de agua sobre la placa de condensación en un desorbedor-condensador de membrana porosa hidrófoba, empleado en sistemas de enfriamiento por absorción que utilizan una mezcla de bromuro de litio y agua (H₂O-LiBr). La investigación tiene como objetivo principal comprender el comportamiento de la condensación de vapor en la placa de condensado dentro de este sistema. Se simularán los fenómenos observados y se validará con datos experimentales reportados en la literatura. La simulación numérica mediante ANSYS Fluent será una herramienta clave para replicar y analizar los procesos de transferencia de calor y masa, permitiendo una comprensión detallada del comportamiento del sistema. Este estudio busca aportar conocimientos fundamentales que puedan ser utilizados para mejorar el diseño de futuros sistemas de enfriamiento por absorción que usan membranas en sus componentes, y cuyo principal objetivo es aumentar la desorción de vapor con una disminución en el tamaño y peso del sistema, contribuyendo al desarrollo de tecnologías de refrigeración más sostenibles y eficientes. Como resultado, se identificó que la incorporación de aletas y la inclinación de la placa mejoran significativamente la eficiencia térmica, aumentando la tasa de transferencia de calor hasta en un 25%. La ampliación del canal de enfriamiento también aportó una mejora del 12.1 % en la transferencia de calor, con un aumento del 3.4 % en la eficiencia global.Item EVALUACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE AIRE EN UN ASCENSOR PARA REDUCIR LA TRANSMISIÓN DE ENFERMEDADES RESPIRATORIAS(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-01) Aguirre Florez, Juan Diego; Sanchez Peña, Enrique Javier; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; De Jesus Martinez, Manuel; Fuentes Diaz, David AlfredoSe realizó la simulación de fluidos de acuerdo con la configuración de ventilación de uno de los ascensores de la escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander con el fin de evaluar la distribución de aire dentro del mismo y proponer una alternativa que mejore las condiciones de salubridad del aire interior cuando este es ocupado por cuatro personas. Se construyo un modelo CFD teniendo en cuenta las especies presentes, la gravedad y la turbulencia, siendo esta última, modelada a través del modelo Reynolds Stress. Se utilizó un mallado estructurado de elementos poly-hexahedricos, con un refinamiento responsable de producir 1.5 millones de elementos. Además de la simulación del caso base, se propusieron adicionalmente cinco diferentes configuraciones de ventilación, durante las cuales se analizaron los resultados correspondientes a las trayectorias de flujo, la temperatura y la edad media del aire en un plano horizontal perteneciente a la zona respirable. adicionalmente se calculó un parámetro de efectividad de reemplazo de aire para determinar cuál de las configuraciones reemplaza más rápidamente el aire contaminado. Con lo anterior finalmente se concluyó que el Caso numero 4 resultó ser la mejor configuración de ventilación con un ACH de 27.05 veces/hora, una EMA de 84.45 segundos y un ACE de 1.478.Item Evaluación técnica y ambiental de sistemas de refrigeración por compresión mecánica tipo booster utilizando CO2 como refrigerante natural en la ciudad de Bucaramanga.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-05) Aranda Gil, Gustavo Adolfo; Vergara Teran, Daniel Enrique; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Díaz, David Alfredo; Jaramillo Ibarra, Julián ErnestoEn los últimos años, la comunidad científica ha centrado esfuerzos en el análisis y optimización del rendimiento de sistemas de refrigeración que utilicen CO2 como refrigerante natural con el objetivo de implementarlos en el sector comercial e industrial, ante las vigentes regulaciones. Este proyecto de grado se enfocó en evaluar el rendimiento técnico y el impacto ambiental de sistemas de refrigeración por compresión mecánica tipo booster convencional, de compresión paralela y basado en eyector, utilizando CO2 como refrigerante considerando una capacidad de enfriamiento máxima de 100 [kW] y las condiciones ambientales de la ciudad de Bucaramanga. Para ello, se desarrollaron los modelos termodinámicos de cada configuración y se simuló su rendimiento, para posteriormente realizar un estudio comparativo, teniendo en cuenta el rango de temperaturas ambiente de la ciudad de Bucaramanga. Los resultados obtenidos reflejan que el sistema booster paralelo es el que mejor rendimiento presenta, con un COP 28,7% más alto y un consumo energético anual un 22% más bajo en comparación con la configuración convencional. Por otro lado, el sistema con eyector presentó un COP 15,6% más alto y un consumo energético anual un 13,5% más bajo en comparación con la configuración convencional. Adicionalmente, se evidenció que el compresor de alta presión es el componente crítico de cada sistema.Item Evaluación Técnico y Ambiental de un Sistema de Refrigeración Usando CO2 como Alternativa al Sistema de Refrigeración Convencional para la Conservación de Productos Cárnicos en un Cuarto Frio(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-13) Carreño Montiel, Sebastian; Franco Pachon, Henry Yesid; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Diaz, David Alfredo; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Florez Mera, Juan PabloEn este trabajo de grado se presenta la evaluación del consumo energético y las emisiones de CO₂ equivalente (CO₂eq) de sistemas de refrigeración basados en dióxido de carbono (CO₂) en configuraciones básica, en cascada y con eyector, en comparación con un sistema convencional que emplea R404A. Todos los sistemas fueron diseñados para operar en un cuarto frío con una carga térmica de 100 kW, ubicado en Bucaramanga. La metodología se basó en el desarrollo y validación rigurosa de modelos termodinámicos, los cuales alcanzaron una precisión del ±5 % en la predicción del consumo de los compresores. Esto permitió analizar el desempeño energético y ambiental de cada configuración bajo diversas condiciones de operación. Se confirmó que la configuración del ciclo es el factor predominante en la determinación del consumo total de energía (WT). Tanto el sistema con Eyector como el Convencional operaron con potencias inferiores a los 50 kW. El consumo energético anual del sistema con Eyector (445.582,69 kWh/año) resultó altamente competitivo frente al del sistema convencional con R404A (431.054,35 kWh/año), superando ampliamente al sistema Básico con CO₂ (590.947,85 kWh/año). El sistema con Eyector basado en CO₂ se destacó como el más eficiente y ambientalmente favorable, al registrar el menor TEWI total (aproximadamente 500,89 toneladas de CO₂eq) y presentar un coeficiente de desempeño (COP) superior o comparable al del sistema convencional a partir de los 26–27 °C de temperatura ambiente.