Ingeniería Mecánica

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Análisis técnico-económico de la implementación de un sistema de bombeo automático basado en energía solar fotovoltaica para la finca La Riña
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-04) Martínez Martínez, Angie Paola; Romero Castilla, Santiago Elías; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Silva Ortiz, Pablo Andres
El proyecto "Análisis Técnico-Económico de la Implementación de un Sistema de Bombeo Automático Basado en Energía Solar Fotovoltaica para la Finca La Riña" tiene como objetivo mejorar la eficiencia en el uso de los recursos hídricos y energéticos en una finca rural en el departamento del Cesar, Colombia, donde el acceso a la electricidad es limitado. La solución consiste en implementar un sistema automatizado de bombeo de agua alimentado por energía solar, que garantizará un suministro eficiente tanto para el cultivo de pasto elefante como para el consumo humano. Los principales aportes de este proyecto son la sostenibilidad, al utilizar energía renovable para disminuir la dependencia de fuentes convencionales, y la automatización del sistema, que mediante sensores permite optimizar el uso del agua. Además, el proyecto es replicable en otras fincas rurales del país, promoviendo tecnologías limpias y sostenibles en zonas no interconectadas. Por último, se concluye que el sistema es económicamente viable, ya que ofrece ahorros en costos operativos a largo plazo, mejorando la productividad agrícola y contribuyendo al desarrollo rural sostenible.
Cálculo de la fracción volumétrica de las sustancias aceite y agua en flujo bifásico al interior de tuberías horizontales aplicando Long Short Term Memory (LSTM)
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-24) Carreño Verdugo, Alejandro; González Estrada, Octavio Andrés; Ruiz Diaz, Carlos Mauricio; Hernández Cely, Marlon Mauricio; Martínez, Manuel Del Jesús; Amaris Castilla, Carlos Fidel
Este artículo presenta la implementación de una red neuronal Long Short Term Mémory con el fin de calcular la fracción volumétrica del aceite y agua en un fluido bifásico que se transporta por una tubería horizontal. Se implementa una base de datos de la literatura que contiene pruebas de 13 autores para el entrenamiento del modelo, las entradas del modelo están dadas por un vector que contiene las velocidades superficiales de aceite y agua, la mezcla del fluido, el diámetro interno de la tubería y la viscosidad; teniendo como parámetro de salida el vector que contiene la fracción volumétrica del aceite. El proceso de entrenamiento y validación se realizan con una base de datos que contiene 2156 datos, los cuales se segmentan en 80% y 20% respectivamente, con el fin de obtener resultados concluyentes y poder realizar la validación del sistema. Se presentó un diseño de experimentos el cual permitía realizar todas las pruebas posibles al modelo según parámetros especificados anteriormente, habiendo realizado para el presente estudio 216 pruebas de rendimiento del modelo. Los resultados que presentó el modelo predictivo con mejor rendimiento evidencia tener un MSE de 3,5651E-05, un MAE de 0.0045 y un MAPE de 3.0250%, este resultado se obtiene ingresando una función de transferencia ReLu, unas épocas de 20, una learnin rate de 0.1, función de transferencia sigmoid, un batch size de 1, optimizador ADAM y 150 neuronas en la capa oculta.
Caracterización experimental en túnel de viento de un perfil aerodinámico DU06W200 para una turbina eólica de eje vertical
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-13) Perico Quintero, Kevin Daniel; Garzon Araque, Jesus; Chacón Velasco, Jorge Luís; Fuentes Diaz, David Alfredo; Amaris Castilla, Carlos Fidel
Los autores de este documento exponen la caracterización de un modelo alar de la referencia DU06W200 puesto a prueba en el túnel de viento de la escuela de ingeniería mecánica en la Universidad Industrial de Santander, con el fin de encontrar los coeficientes de sustentación y arrastre de acuerdo con las condiciones de viento de tres zonas del sector del cañón del Chicamocha. Se establece como factor importante al momento de realizar la caracterización la geometría del modelo, por tal razón los autores deciden realizar la impresión parcial en PLA de dos modelos con 100 mm y 200 mm de longitud de cuerda, con el fin de obtener resultados de los coeficientes y extrapolarlos a un modelo de escala real. Adicional a esto, tomaran en cuenta el criterio de efecto de bloqueo en túnel de viento y la afectación que esto tiene en los resultados finales, buscando aplicar ecuaciones de corrección que permitan obtener coeficientes más cercanos a la realidad. Finalmente, se hace la estimación de la potencia producida por una turbina eólica a escala real ubicada en las tres zonas estudiadas, con base a los resultados de laboratorio obtenidos de los coeficientes de arrastre y sustentación.
DESARROLLO DE METODOLOGÍA PARA LA SELECCIÓN DE UN SISTEMA EÓLICO DE BAJA POTENCIA
(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-01) Fontalvo Guzman, Josue David; Soto Pabon, Juan Daniel; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Florez Mera, Juan Pablo
Actualmente la mayoría de energía eléctrica que se produce en Colombia se obtiene a través de grandes hidroeléctricas que generan un gran impacto ambiental en los ecosistemas naturales y que definitivamente no son la solución a la problemática que viven miles de familias en Colombia que aún no cuentan con acceso a electricidad, ya que en muchas partes del país seguirán siendo inexistentes las líneas de energía eléctrica y a su vez la población nacional ira aumentando exponencialmente con el paso del tiempo, y con ella la demanda de energía. Una de las soluciones más viables a esta necesidad es la implementación de energías renovables como la energía eólica y la energía eléctrica, las cuales son amigables con el medio ambiente, son autónomas, representan un gasto mucho menor para estas familias y mejoraran considerablemente su calidad de vida. Para el desarrollo de este proyecto se realizó inicialmente la medición de las variables del viento en el sitio por medio de la instalación de una estación meteorológica (Davis Vantage VUE) que fue habilitada por la Universidad Industrial de Santander, una vez obtenidos esos datos de las variables se prosiguió enseguida realizar el cálculo del potencial eólico del sitio con ayuda del software de código abierto WAsP Climate Analyst 3.1. Después se realizó un análisis técnico-económico con el que se determinó cual era la turbina eólica más adecuada disponible en el mercado teniendo en cuenta estos factores y posteriormente se llevó a cabo la compra del equipo. Finalmente se realizó el montaje e instalación del sistema eólico y se puso en funcionamiento.
Desarrollo de un dispositivo para pirólisis de residuos orgánicos como alternativa tecnológica para su valorización
(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-24) Espinel Pinzón, Juan José; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Nieto Rangel, Pablo Antonio; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Florez Mera, Juan Pablo
La biomasa ha sido históricamente utilizada como fuente de energía, y su relevancia ha resurgido en las últimas décadas debido a sus beneficios renovables y sostenibles. Este proyecto se enfoca en el diseño y construcción de un reactor funcional para llevar a cabo la pirólisis de residuos orgánicos, específicamente cisco de café, con el objetivo de obtener productos de valor agregado, tales como biocarbón, líquidos y gases combustibles. Para el diseño del reactor, se utilizaron ecuaciones de transferencia de calor y masa, termodinámica y cinética química, con el fin de garantizar una distribución de temperatura adecuada y la eficiencia en la descomposición térmica de la biomasa. Estos modelos matemáticos permitieron predecir el comportamiento del sistema y definir los parámetros operativos clave para maximizar la producción de biocarbón y minimizar la formación de subproductos no deseados. Durante las pruebas experimentales en el reactor desarrollado, se identificaron gradientes de temperatura a lo largo del lecho de biomasa, lo que resultó en diferentes zonas de termoconversión: gasificación cerca de la fuente de energía, pirólisis en la zona intermedia y torrefacción en las áreas más alejadas. Estas variaciones térmicas influyeron en la distribución de los productos, haciendo que los rendimientos difieran de los obtenidos a escala de laboratorio. Las conclusiones más relevantes indican que el reactor fue eficiente en la producción de biocarbón, aunque se observó la presencia de cenizas en la fracción sólida debido a la combustión parcial de la biomasa en contacto con la llama. Además, la existencia de trazas de aire atmosférico en la cámara de reacción favoreció este fenómeno, lo que sugiere la necesidad de un mayor control en la atmósfera interna del reactor. En resumen, aunque las condiciones experimentales no fueron completamente homogéneas, el reactor cumplió el propósito de procesar la biomasa de manera efectiva. Este trabajo representa un paso importante en la optimización de equipos a escala piloto para la pirólisis de residuos orgánicos, con potencial para futuras mejoras en la uniformidad térmica y la eficiencia de recolección de productos.
Diseño de una Estación de Bombeo de Agua Potable para el Barrio San Marcos del Municipio de Aguachica Cesar
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-16) Pérez Passo, Luis Alberto; Serrano Gutiérrez, Yilver Andres; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo
A lo largo de los años, se ha presentado una problemática general de acceso al agua potable en el municipio de Aguachica – Cesar, debido a la rápida expansión del municipio, ya que Aguachica se encuentra en una conexión de la vía que conecta al centro del país con la costa Caribe. Debido a esto, muchas personas deciden rehacer su vida en el municipio, bien sea por decisión propia o por ser desplazados. Con la expansión del municipio, la infraestructura no avanzó de la misma manera y es por esto que los habitantes de Aguachica acceden al recurso hídrico cada 10 o 15 días; y en algunas ocasiones, hasta se ven obligados a tomar agua sin tratamiento y de dudosas procedencias. Con lo anteriormente planteado, se genera este proyecto que planea realizar un diseño de un sistema de bombeo de agua potable usando aguas subterráneas como medida de impulso y ayuda al barrio San Marcos, que es uno de los barrios que menos acceso tiene al agua potable, brindando una mejora a la calidad de vida a los habitantes y planteando una posible ampliación a la infraestructura con posibilidad de mejorarse para futuros usos en otros barrios.
Diseño e implementación de un controlador PID de temperatura para un sistema dinámico térmico de un silo secador de café de dos pisos
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-02) Gómez Gutiérrez, Sergio Andrés; Santos Calderón, Iván Dario; Borras Pinilla, Carlos; Esteban Villegas, Helio Sneyder; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo
El proyecto se enfoca en automatizar el control de temperatura en un silo secador estático de dos niveles regulando el flujo de biomasa hacia el quemador. En la fase inicial, se seleccionan componentes eléctricos y electrónicos con precisión, considerando requisitos eléctricos, restricciones presupuestarias y disponibilidad. Luego, se procede al montaje de la caja de control. Posteriormente, se aborda la modelación matemática de la variación de temperatura utilizando una metodología de "caja negra" que resulta en una ecuación resultante. Se lleva a cabo la modelación con tres enfoques diferentes para comparar y determinar la mejor opción del controlador. La sintonización del controlador se realiza mediante la técnica del "lugar geométrico de las raíces", que se revela altamente eficaz en el desarrollo del diseño. Se establecen requisitos críticos de diseño, como un tiempo de establecimiento menor a 1200 segundos y un porcentaje de sobrepaso inferior al 5%. La validación del controlador se efectúa a través de dos pruebas significativas. En la primera, se utiliza un solo punto de referencia para evaluar el rendimiento del controlador, mientras que en la segunda se establecen dos puntos de referencia para demostrar la capacidad del controlador de alcanzar temperaturas más altas que las originalmente sintonizadas. Como resultado, se observa una reducción sustancial en el tiempo de secado, pasando de 10-12 horas a 7-8 horas, lo que refleja una mejora notable en la eficiencia de la producción de secado.
Diseño y construcción a escala reducida de un propulsor por hélice de paso variable
(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-16) Álvarez Rojas, Ángel David; Jiménez Celis, Cristian Julián; Jaimes Rolón, Ricardo Alfonso; Martinez, Manuel del Jesús; Amaris Castilla, Carlos Fidel
En el presente trabajo se lleva a cabo el diseño, construcción y validación experimental de un modelo a escala reducida de un propulsor por hélice de paso variable para analizar la influencia del ángulo de paso en el comportamiento del propulsor. El objetivo principal es diseñar y construir un prototipo funcional de un sistema de paso variable para una hélice, y validar mediante pruebas en un túnel de viento cómo afectan las variaciones en el ángulo de paso a variables operacionales como el empuje. El prototipo cuenta con un mecanismo de plato deslizante accionado por servomotores para modificar el ángulo de paso de 0° a 25°. Tiene un sistema estructural de perfil VSLOT de aluminio, un motor brushless de 430W, sensores de empuje y RPM, y un sistema de control implementado con Arduino. El diseño incorpora conceptos de teoría de hélices, tipos de sistemas propulsores y análisis de elementos finitos. El prototipo se validó mediante pruebas en un túnel de viento midiendo empuje y RPM a diferentes ángulos de paso y velocidades de viento. Los resultados evidencian que el empuje se incrementa al disminuir el ángulo de paso, y que la velocidad de viento incidente reduce el empuje para unas RPM dadas. También se realizó un análisis de costos, entre métodos de manufactura encontrando que la impresión 3D de ABS es más favorable que el mecanizado de Duraluminio. La investigación concluye resaltando la influencia del ángulo de paso en el comportamiento del propulsor, la importancia de la experimentación en la validación de diseños mecatrónicos, y los beneficios de utilizar manufactura aditiva para reducir costos de prototipado.
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE ENSAYO PARA EL ESTUDIO DE LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA Y LA DEMULSIBILIDAD EN ACEITES LUBRICANTES
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-23) Rugeles Chacón, Juan Sebastián; Mantilla Jaramillo, Edinson Jesús; Saldivia Saldivia, Francisco José; Bohórquez Becerra, Óscar Rodolfo; Martínez, Manuel de Jesús; Amaris Castilla, Carlos Fidel
RESUMEN TÍTULO: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE ENSAYO PARA EL ESTUDIO DE LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA Y LA DEMULSIBILIDAD EN ACEITES LUBRICANTES AUTOR: EDINSON JESÚS MANTILLA JARAMILLO, JUAN SEBASTIAN RUGELES CHACÓN PALABRAS CLAVE: ACEITES LUBRICANTES, VISCOSIDAD CINEMÁTICA, DEMULSIBILIDAD, MANTENIMIENTO, CAPILARIDAD DESCRIPCIÓN: Toda máquina o herramienta con un conjunto de elementos móviles que se puede aprovechar para transformar energía u optimizar el esfuerzo se enfrenta a un constante ambiente en el cual se generan condiciones de trabajo que en todo momento tendrá contaminantes que afectará el área que genera el 60% de fallas en un equipo, la lubricación. Las empresas, para el mantenimiento de sus equipos, en muchos casos, solicitan de terceros para la realización de pruebas o evaluaciones de aceites lubricantes, dichos exámenes pocas veces se realizan en la zona donde se encuentra la empresa o la máquina, debido a que estos equipos cuentan con un alto costo y poco personal formado en el área de capilaridad, es así como se ve la necesidad de implementar el diseño de un banco para realizar estudios de aceites usados como lubricantes en base a normas establecidas por la ASTM (American Society for Testing and Materials) para las propiedades de viscosidad cinemática y demulsibilidad. En un principio se evalúan las necesidades mediante criterios de selección y se presenta la selección de la alternativa más viable para un adecuado funcionamiento, seguido de un diseño basado en calculo y simulaciones que permitan la comprobación del sistema y den paso a la selección de componentes. Seguidamente se presenta la construcción de un banco y su respectivo montaje para la validación de un óptimo y correcto funcionamiento, resultando en una maquina idónea y practica para llevar a cabo las pruebas mencionadas en aceites lubricantes.
Evaluación del rendimiento de un sistema de evaporación al vacío aplicado al tratamiento del efluente derivado de la producción de aceite de palma (POME)
(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-26) Mantilla Bravo, Israel David; Suarez Flechas, José Luis; Franco Jácome, Diego Luis; israeldavidmantillabravo10@gmail.com; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Flórez Mera, Juan Pablo
El proceso de extracción de aceite de palma implica la obtención del residuo del efluente de plantas extractoras de aceite de palma (POME), el cual provoca consecuencias ambientales considerables en caso de ser vertido sobre cuerpos hídricos sin ningún tratamiento previo. En Colombia, el POME es tratado mediante sistemas de lagunas abiertas. Sin embargo, las normativas ambientales se tornan más exigentes en los criterios de disposición de estos residuos y surge la necesidad de identificar métodos que permitan cumplir con estos parámetros y ser aplicados en el proceso de extracción. Este proyecto de investigación analiza el desempeño del sistema de evaporación al vacío de múltiple efecto, ubicado en la Universidad Industrial de Santander, para el tratamiento del POME. El banco de pruebas fue adecuado mediante la inclusión de un sistema de acondicionamiento de muestras, sensores de temperatura y presión, un eliminador de aerosoles y cambios de bomba y conexiones en la torre de enfriamiento. Se realizaron pruebas experimentales de acuerdo con un diseño de experimentos factorial de 2 factores por 2 niveles para evaluar el efecto que tienen la temperatura de entrada del efluente y la tasa de energía que se le suministra dentro del proceso. Además, se desarrolló un modelo térmico-teórico que reflejó ineficiencias en la transferencia de calor, evidenciando la necesidad de una mayor área de transferencia de calor en los sistemas de evaporación y condensación. El banco de pruebas procesa 0.106 ± 0.006 litros de POME por cada kWh de energía consumida. El factor más influyente sobre la tasa de POME tratado es la tasa de energía suministrada al sistema. Por último, los resultados de las pruebas fisicoquímicas de los subproductos del proceso de evaporación al vacío destacan el potencial de esta forma de tratamiento para la reducción del volumen y las cargas contaminantes del efluente.
Identificación de patrones de flujo bifásico conformado por aceite lubricante y agua en tuberías verticales aplicando técnicas de inteligencia artificial
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-15) Quispe Suarez, Brayan Gonzalo; González Estrada, Octavio Andrés; Ruiz Diaz, Carlos Mauricio; Hernández Cely, Marlon Mauricio; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Díaz, David Alfredo
La estructuración de mapas de flujo en la industria de hidrocarburos se ha desarrollado a partir de correlaciones empíricas que integran características del flujo, como velocidades superficiales y fracciones volumétricas, en conjunto con propiedades físicas de las sustancias en análisis como densidad y viscosidad, además de utilizar parámetros geométricos como la inclinación y el diámetro interno de las tuberías. En la actualidad, se han desarrollado avances tecnológicos que permiten optimizar el proceso de identificación de patrones de flujo, a partir de la implementación de técnicas de inteligencia artificial, debido a que existen limitaciones para monitorear el patrón de flujo generado al interior de las tuberías de las plataformas instaladas en altamar, dadas las condiciones de trabajo extremas que allí se presentan. En este estudio se desarrolló una red neuronal recurrente de memoria a largo y corto plazo (LSTM), capaz de predecir los patrones de flujo generados al interior de tuberías verticales. La red LSTM fue entrenada y posteriormente validada con la información contenida en una base de datos obtenida de la literatura, mostrando un error generado en las predicciones del modelo inferior al 1%.
Implementación de una práctica de laboratorio para la evaluación de la eficiencia de paneles fotovoltaicos de diferente tecnología en el laboratorio de energías alternativas de la Escuela de Ingeniería Mecánica
(Universidad Industrial de Santander, 2023-07-27) Alba Suarez, Bibiana Inés; Pinzón Galvis, Daniel Stiven; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Amaris Castilla, Carlos Fidel
Título: Implementación de una práctica de laboratorio para la evaluación de la eficiencia de paneles fotovoltaicos de diferente tecnología en el laboratorio de energías alternativas de la escuela de Ingeniería Mecánica.* Autor: Bibiana Inés Alba Suarez, Daniel Stiven Pinzón Galvis** Palabras Clave: Eficiencia paneles fotovoltaicos, laboratorio fotovoltaico, energía solar. El objetivo principal de esta investigación es identificar cuál de las tres tecnologías de módulos fotovoltaicos: monocristalino, policristalino y de silicio amorfo, ofrece una mayor eficiencia en situaciones diversas como variaciones en el grado de inclinación con el que la radiación impacta, efectos de la temperatura sobre el módulo, conexiones en serie y paralelo. Además, se busca verificar la eficiencia de cada módulo en comparación con la del fabricante, obteniendo la curva característica de cada uno para su análisis. En este estudio se utilizó Arduino y algunos de sus módulos para medir corriente, voltaje y temperatura de manera sencilla y precisa. La ventaja de utilizar Arduino es que permite programar la toma de datos deseada, lo que agiliza el proceso y minimiza errores. La metodología de investigación descriptiva se adoptó para describir e identificar los componentes, características y parámetros de sistemas fotovoltaicos disponibles en el mercado. Se obtuvieron datos experimentales que fueron comparados con los valores teóricos provistos por los fabricantes. Con base en estos resultados, se seleccionó la celda que presentó la mayor eficiencia en diversas situaciones expuestas.
Plan de Mantenimiento RCM a Equipo Crítico del Área de Refrigeración con Amoniaco en la Empresa Red Cárnica S.A.S. Sede Bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-08) Acosta Pérez, Samec; Pertuz Comas, Alberto David; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Díaz, David Alfredo
En este libro se presenta el desarrollo de un plan de mantenimiento rcm en la empresa RED CÁRNICA S.A.S, se realiza con el fin de dar cumplimiento a la necesidad de la empresa de estudiar el equipo crítico del sistema de refrigeración dado que este es uno de los sistemas más importantes en su industria y con esto la empresa busca obtener grandes beneficios en la mejora de sus procesos. Para llevar a cabo los objetivos se realizó la codificación a los equipos indispensables del área de refrigeración de la siguiente forma SM COM 01, definido por el lugar, nombre del equipo y número de veces que se repite. Para definir los equipos críticos se aplicó el Método cualitativo de CRESPO por no existir registros de fallas, siendo el compresor mycom 1 el equipo con una mayor criticidad, se realizó una jerarquización al equipo en el cual se establecieron 4 sistemas a los cuales se aplicó también el Método de CRESPO para obtener el sistema crítico dando como resultado el sistema de lubricación. Al sistema de lubricación se le realizó un análisis FMECA siendo la bomba de aceite, el termostato de aceite y el filtro de aceite los componentes con mayor número de NPR, por último, se asignan tareas de mantenimiento a cada uno de los componentes críticos con su periodicidad y personal encargado de realizar la actividad y se capacita al personal en la adecuada ejecución de las actividades propuestas para obtener los resultados deseados.
Práctica empresarial en el diseño e instalación de sistemas de aires acondicionado multi v 5 y sistemas de aires acondicionado tipo central con ductos para la empresa Aconfrios sas de la ciudad de Bucaramanga.
(Universidad Industrial de Santander, 2023-07-24) Torres Florez, Jairo Alejandro; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Fuentes Diaz, David Alfredo; Amaris Castilla, Carlos Fidel
El presente proyecto de grado describe el periodo de prácticas empresariales ejecutadas en la empresa Aconfrios sas, que tuvo una duración de seis (6) meses en el cual se realizó la auxiliatura de proyectos a pequeña, mediana y gran escala, teniendo como finalidad la ejecución y elaboración de un proyecto de manera autónoma sin acompañamiento alguno, con el fin de corroborar los conocimientos obtenidos y poner en uso las herramientas disponibles por parte de Aconfrios sas, tales como Software y Plataformas de asesoramiento de la marca LG electronics quienes son partner de esta reconocida empresa. Inicialmente se procede a tener un entendimiento de conceptos básicos en el área de sistema de refrigeración y climatización, luego se conocen los tipos de equipos que se utilizan en el mercado para diversos proyectos dependiendo su alcance y capacidad de enfriamiento dados por el cliente, y la carga térmica a la cual se requiere intervenir, consecuentemente se diseña la propuesta económica, mediante la incorporación de planos de ubicación, sistemas de tubería y todo lo necesario para la puesta en funcionamiento de los sistema de aire acondicionado. Finalmente, se realiza el cierre de la negociación con la entidad con la cual se llevara a cabo el contrato y se definen pormenores como formas de pagos y tiempos de ejecución, no obstante como valor agregado la empresa Aconfrios sas proporciona a su nuevo aliado el cronograma de mantenimiento preventivos con el fin de continuar el vínculo comercial y alargar la vida útil de los equipo recientemente suministrados. De esta manera se alcanza el objetivo general, desarrollando en el practicante un ingeniero capaz de generar un diseño de sistema de aire acondicionado de cualquier magnitud.
Predicción de variables en estaciones meteorológicas para hallar el flujo del aire en la Universidad Industrial de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-15) Carrillo Pico, Ingrid Tatiana; Fuentes Diaz, David Alfredo; Carlos Daniel Barrera Diaz; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Amaris Castilla, Carlos Fidel
Este proyecto de investigación tiene como objetivo determinar los perfiles de velocidad y dirección del viento en la Universidad Industrial De Santander, para lograrlo, se analizaron las variables de velocidad de viento, temperatura y dirección del viento registradas por las estaciones meteorológicas de la EIM Y E3T durante los periodos 2016,2017 y 2018. Se emplearon diversas técnicas, como de Box-Jenkis (ARIMA), SARIMA, redes neuronales backpropagation y el método de Rugosidad, con apoyo de softwares como R Studio, Simbrain y Matlab. 1Se identificó que las series de tiempo presentaban patrones de estacionalidad cada 24 rezagos, por lo tanto, se empleó el modelo Sarima, los modelos de predicción se evaluaron utilizando el coeficiente de determinación 𝑅2 presentando el mejor ajuste de predicción para la variable de la temperatura, sin embargo, en cuanto a la velocidad del viento, se observaron discrepancias en los pronósticos respecto a los datos reales, lo que indica que ningún modelo logró capturar de manera precisa las variaciones de la velocidad del viento y para la dirección del viento se determinó que no se puede predecirse debido a su comportamiento aleatorio. Como resultado, se determinaron los perfiles de velocidad del viento en la zona de estudio los cuales oscilaron entre 1 m/s y 1,6 m/s.
REACTIVACIÓN DEL BANCO SIMULADOR DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA DE GASOLINA DEL LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS ALTERNATIVAS DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-31) Hernández Dueñas, Jorge Eduardo; Toloza Naranjo, Sebastian; Chacon Velasco, Jorge Luis; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Rios Diaz, Yennifer Yuliana
El proyecto de Reactivación del Banco Simulador de Inyección Electrónica de Gasolina tiene como objetivo restablecer el funcionamiento de un equipo fundamental para el aprendizaje práctico en el Laboratorio de Máquinas Térmicas Alternativas de la Universidad Industrial de Santander. Este banco simulador ha sido una herramienta clave para la formación en el área de motores de combustión interna, permitiendo a los estudiantes aplicar conocimientos teóricos en un entorno controlado. Sin embargo, debido al deterioro y fallos en varios de sus componentes, el equipo se encuentra fuera de servicio. El proceso de reactivación incluye la evaluación y sustitución de elementos no funcionales como la bomba de gasolina, inyectores, motor, bujías, y la unidad de control electrónico (ECU). Asimismo, se propone implementar un plan de mantenimiento y desarrollar estrategias pedagógicas para mejorar su uso en las prácticas de laboratorio. Con la recuperación del banco simulador, se espera mejorar la formación integral de los estudiantes, dotándolos de competencias técnicas esenciales para enfrentar los retos del sector automotriz y de ingeniería mecánica.
TÉCNICA DE APRENDIZAJE AUTOMÁTICO PARA LA IDENTIFICACIÓN DE PATRONES DE FLUJO BIFÁSICO (ACEITE-AGUA) A TRAVÉS DE TUBERÍAS.
(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-14) Uribe Tarazona, Daniel Yesid; González Estrada, Octavio Andrés; Ruiz Díaz, Carlos Mauricio; Hernández Cely, Marlon Mauricio; Fuentes Díaz, David Alfredo; Amaris Castilla, Carlos Fidel
La industria petrolera ha puesto su interés en desarrollar tecnologías avanzadas para la caracterización de flujos multifásicos, en los cuales existe flujo simultáneo de dos o más fases (líquidas, gaseosas o sólidas) al interior de líneas flexibles tuberías con diferentes diámetros e inclinaciones donde distintos comportamientos geométricos son desarrollados por las sustancias que se están transportando. Dichas configuraciones son denominadas patrones de flujo, en este caso estudiados en tuberías horizontales, considerando el impacto que generan sobre la industria en mención, ya con su determinación es posible optimizar el diseño y operación de los sistemas de transporte, mejorar la eficiencia, reducir costos operativos y prevenir problemas de corrosión y erosión. En este estudio fue estructurada una base de datos con 1846 puntos experimentales de flujo bifásico aceite-agua en tuberías horizontales, obtenidos de la literatura. Asimismo, se estructuró una Red Neuronal Artificial feedforward backpropagation utilizando MATLAB® para predecir patrones de flujo bifásico aceite-agua en tuberías horizontales. Tras evaluar 104 configuraciones topológicas a partir de un proceso de prueba y error, el modelo óptimo incluyó una capa de entrada con seis neuronas, tres capas ocultas con 50 neuronas cada una, una capa de salida con seis neuronas, un algoritmo de entrenamiento Resilient Backpropagation, funciones de activación sigmoide en capas ocultas y softmax en la capa de salida, y la entropía cruzada como función de pérdida. El modelo final demostró una precisión total del 95,4%, prediciendo con éxito los seis patrones de flujo en todas las etapas de entrenamiento, validación y prueba, con un tiempo de entrenamiento de solo 2 segundos y un error de entropía cruzada de 0,024. Estos resultados sugieren que el modelo RNA es una herramienta eficaz para predecir patrones de flujo con alta precisión y bajo costo computacional, con aplicaciones potenciales en la industria de oil & gas.

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