Ingeniería Química

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PLAN DE NEGOCIOS PARA LA CREACIÓN DE UNA EMPRESA PRODUCTORA DE CAFÉ HONEY EN LA REGIÓN DE SAN GIL, SANTANDER
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Castellanos Torres, Angela Patricia; Morales Medina, Giovanni; Muvdi Nova, Carlos Jesus; Barajas Ferreira, Crisostomo
El presente plan de negocios tiene como propósito la creación de una empresa productora de café especial Honey en la región de San Gil, Santander, con el fin de aprovechar la creciente demanda de cafés diferenciados en Colombia y el mundo. Este proyecto surge como respuesta al aumento del consumo de cafés especiales, que actualmente representan entre un 3 % y 5 % del consumo interno nacional (FNC, 2013), impulsado por consumidores que valoran la calidad, sostenibilidad y trazabilidad de los productos. El estudio de mercado realizado identificó a Bucaramanga y su área metropolitana como el segmento estratégico de lanzamiento, donde la encuesta aplicada evidenció una aceptación del 94 % del café Honey, especialmente en consumidores entre 20 y 30 años, pertenecientes a estratos socioeconómicos medio y medio-alto, con hábitos de compra en tiendas especializadas y plataformas digitales. Estos resultados validan la viabilidad comercial del proyecto y respaldan la proyección de ventas. La propuesta se diferencia por su proceso de beneficio Honey, en el cual el grano conserva parte del mucílago durante el secado, otorgándole un perfil sensorial dulce y afrutado que lo hace atractivo para los consumidores de café premium (Sanz y Velásquez, 2022). El plan contempla estrategias de mercadeo que incluyen el desarrollo de una marca sólida, presencia digital en redes sociales y comercio electrónico, así como alianzas con cafeterías especializadas y restaurantes. Desde el punto de vista técnico, el proyecto establece un proceso productivo estandarizado que va desde la recepción del café cereza hasta el empaque final, lo que garantiza calidad y seguridad en el producto. Se proyecta una capacidad de producción inicial de 13.946 kg/año, con un crecimiento progresivo hasta alcanzar 17.433 kg/año en el quinto año. En el análisis financiero, los indicadores son altamente positivos: un Valor Presente Neto (VPN) de $96.490.292 COP, una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 32,74%, un Retorno sobre la Inversión (ROI) del 31 % y un período de recuperación de la inversión proyectado en el tercer año. Estos resultados confirman la rentabilidad del proyecto y su sostenibilidad en el mediano plazo. En conclusión, Café Miel representa una propuesta de negocio innovadora, rentable y sostenible, que combina tradición cafetera, diferenciación de producto y estrategias modernas de comercialización, contribuyendo al desarrollo económico regional y al posicionamiento de Santander como productor de cafés especiales de alta calidad.
Valorización del digerido de estiércol porcino en clima frío mediante la obtención de estruvita usando fuentes residuales de magnesio.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-12-01) Fonseca Corrales, Mateo Steven; Navas Garcia, Maria Fernanda; Castro Molano, Liliana del Pilar; Escalante Hernandez, Humberto; Muñoz Muñoz, Alexander; Sanchez Torres, Viviana; Rojas Perez, Lilia Carolina
El objetivo de esta investigación fue valorizar el digerido de estiércol porcino en clima frío mediante la obtención de estruvita utilizando fuentes residuales de magnesio. Para ello, se realizó una caracterización fisicoquímica del digerido con el fin de evaluar su calidad como materia prima en el proceso de precipitación. Las condiciones de operación se definieron a partir de un diseño experimental factorial 32, en el que se evaluaron dos fuentes de magnesio (material refractario y biochar) y tres relaciones molares Mg2+:PO43- (1:1, 1:1.2 y 1:1.3). Los resultados experimentales indicaron que el material refractario permitió alcanzar la mayor recuperación de fósforo, con un 92.9 % en una relación molar Mg2+:PO43- de 1:1.3. No obstante, los análisis de difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido acoplada a espectroscopía de dispersión de energía (SEM/EDS) revelaron que el precipitado obtenido con esta fuente contenía impurezas y una baja proporción de estruvita (0.55 %). En contraste, el biochar favoreció una precipitación más selectiva, obteniendo un contenido de estruvita del 20 % y una recuperación de fósforo del 76.9 % en la misma relación molar.
Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para la enseñanza de operaciones de secado
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Gómez Montañez, Diego Alberto; Benavides Prada, Omar Andres; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, Viatcheslav
El presente trabajo de grado se centra en el diseño de un objeto virtual de aprendizaje (OVA) enfocado en la enseñanza de las operaciones de secado en el programa de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander. La investigación es motivada por la necesidad de diseñar e implementar estrategias pedagógicas que difieran de las metodologías tradicionales y que se centren en la enseñanza y el impulso de la motivación de los estudiantes. La metodología implementada se estructuró en 3 fases, en donde primero basándose en métodos de diversos autores se planteó un modelo de gamificación, para posteriormente realizar el diseño y puesta en marcha del OVA y por último se realizó una prueba piloto y se evaluó el diseño y usabilidad de la herramienta. Los resultados evidenciaron que la combinación de modelos 6D y RAMP permitieron la formulación de la metodología de gamificación propia basándose en fases secuenciales y factores motivacionales. El OVA diseñado utilizó conceptos y teorías complejas, las cuales las transformó en experiencias gamificadas significativas con amplia aceptación por parte de los participantes destacando su diseño, interactividad y usabilidad en la comprensión de conceptos. En conclusión, el desarrollo del proyecto estableció una estrategia pedagógica virtual con el objetivo del mejoramiento de la enseñanza de ingeniería química, en la cual se fortalece la motivación, el aprendizaje autónomo y la aplicación real de los conocimientos.
Validación del Proceso de Fabricación del Fitoterapéutico Caléndula Solución Oral en el Laboratorio de Farmacología Vegetal LABFARVE
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Aceros Roa, Stefany Andrea; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Villamizar Villamizar, Maria Alejandra; Sanchez Torres, Viviana; Muvdi Nova, Carlos Jesús
La validación del proceso de fabricación del fitoterapéutico Caléndula Solución Oral x 360 mL y la calificación de desempeño de los equipos empleados en el envasado y tapado de soluciones orales en el laboratorio LABFARVE constituyen el eje central del presente trabajo. En la validación de procesos se llevó a cabo un plan estructurado que comprendió la planificación estratégica, el monitoreo de datos, la calificación de desempeño y la documentación. El análisis de los resultados permitió confirmar que las operaciones se realizan en condiciones controladas y reproducibles, en cumplimiento de los lineamientos de las Buenas Prácticas de Manufactura. Paralelamente, se llevó a cabo la calificación de desempeño de equipos con el fin de garantizar su confiabilidad en condiciones de operación máximas y mínimas. Se evaluaron tres equipos principales: una dosificadora de líquidos de cuatro boquillas, una tapadora de tapa plástica y una tapadora de gotas. Los equipos fueron evaluados con seis lotes, para los cuales los criterios de aceptación se establecieron en la ausencia de defectos críticos y en límites específicos para defectos mayores (≤ 2,5 %) y menores (≤ 4 %). Los resultados confirmaron el cumplimiento de los parámetros de desempeño, aportando evidencia documentada de que el proceso y los equipos se mantienen bajo un estado de control, lo que asegura la reproducibilidad, la consistencia y la confiabilidad en la producción de fitoterapéuticos.
Evaluación del impacto del paquete de estabilizantes Alphagary en la eficiencia productiva y calidad de tuberías y accesorios de PVC en PAVCO WAVIN
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Nieto Rodriguez, Natalia Andrea; Viejo Abrante, Fernando; Becerra, Victor Hugo; Velasco Rozo, Edwing Alexander; Gomez Ramirez, Javier Enrique
Este proyecto tiene como objetivo optimizar las formulaciones de PVC en PAVCO WAVIN mediante la implementación de estabilizantes térmicos de calcio-zinc (Ca-Zn) suministrados por Alphagary, reduciendo costos y mejorando la eficiencia productiva. La transición responde a normativas ambientales internacionales como REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) y RoHS (Restriction of Hazardous Substannces), que restringen el uso de metales pesados en la industria del PVC. Aunque para 2023 el 80% de la producción ya incorporaba estabilizantes Ca-Zn (Calcio-zinc), surgieron desafíos como la disminución del rendimiento, el aumento del desperdicio (SCRAP) y el sobrepeso de los productos. Para solucionar estos problemas, el proyecto busca ajustar las formulaciones con estabilizantes térmicos de Alphagary, garantizando calidad y desempeño. Además, fortalecerá la verticalidad en la producción al contar con un proveedor dentro del grupo Orbia, reduciendo costos y asegurando el suministro de materia prima. Desarrollado en Colombia, este proyecto aspira a generar resultados replicables en otras empresas de Orbia a nivel internacional, promoviendo sostenibilidad y competitividad en la fabricación de tuberías y accesorios de PVC.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA SOBRE LA FORMULACIÓN DE ENCAPSULADOS DE HIERRO HEMO Y NO HEMO POR MEDIO DE LA TÉCNICA DE SECADO POR ASPERSIÓN
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Ortega Tellez, Juan Manuel; Guarguati Herrera, Ivón Vanessa; Lopez Giraldo, Luis Javier; Rojas Ardila, Yuli Sandrith; Barajas Ferreira, Crisostomo; Rojas Pérez, Lilia Carolina
Este trabajo de revisión bibliográfica se centra en el estudio de la encapsulación de hierro hemo y no hemo mediante la técnica de secado por aspersión, con el propósito de mejorar su estabilidad y bioaccesibilidad en matrices alimentarias. La deficiencia de hierro es un problema de salud pública a nivel mundial, y su suplementación en los alimentos enfrenta múltiples desafíos, como la baja absorción y la interacción con otros compuestos. Por ello, la encapsulación surge como una alternativa viable para optimizar la liberación y absorción del hierro en el organismo. A lo largo de esta revisión bibliográfica, se analizaron diversas formulaciones de encapsulación, considerando materiales de pared, eficiencia de encapsulación y bioaccesibilidad del hierro. Además, se evaluaron diferentes metodologías de digestión in vitro empleadas en la literatura para determinar su impacto en la liberación del hierro encapsulado. Finalmente, se compararon distintos modelos cinéticos de liberación para priorizar aquel que mejor describe el proceso digestivo y su relación con la absorción del mineral. El análisis realizado permitió identificar que la selección del material de pared influye significativamente en la estabilidad y bioaccesibilidad del hierro encapsulado. Se destacó el uso de materiales como el Eudraguard, la goma de tara y el almidón de papa, los cuales demostraron ser efectivos en la protección del hierro y en la mejora de su liberación controlada. Asimismo, se concluyó que los modelos de digestión que incluyen tanto la fase gástrica como la intestinal brindan una representación más precisa del comportamiento del hierro en el organismo. En cuanto a la cinética de liberación, el modelo de Higuchi fue identificado como el más adecuado en la mayoría de los casos analizados. En síntesis, esta revisión proporciona un marco de referencia para el desarrollo de encapsulados de hierro eficientes, resaltando la importancia de los materiales de pared y la validación de modelos de digestión in vitro. A futuro, se recomienda realizar estudios experimentales que confirmen los hallazgos de esta revisión y contribuyan a la implementación de encapsulados de hierro en la industria alimentaria.
Diseño de una bomba de calor para el aprovechamiento energético en una industria del bocadillo en la provincia de Vélez, Santander.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Nítola Cardozo, María Alejandra; Suárez Solano, Sara Viviana; Morales Medina, Giovanni; Escalante Hernández, Humberto; López Contreras, Yuly Fernanda
Colombia, alineada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible y el Acuerdo de París, se comprometió a reducir en un 20% sus emisiones de GEI para 2030. El sector de alimentos es altamente demandante en energía y emisor de GEI. En la provincia de Vélez, Santander, la producción de bocadillo generó 59,5 Gg CO₂eq en 2015, lo que evidencia su impacto ambiental. En este contexto, el proyecto se planteó diseñar una bomba de calor para aprovechar energéticamente los flujos residuales de una industria de bocadillo en Vélez, dando respuesta a la pregunta de investigación. La metodología constó de tres etapas. Primero, se recopilaron datos operativos mediante balances de masa y energía, BFD y PFD, para caracterizar los flujos de calor residual y construir un perfil energético. En la segunda etapa, se desarrolló y simuló una bomba de calor estándar adaptada a las condiciones de la planta bajo dos alternativas, evaluando su viabilidad técnica y representando la opción seleccionada en diagramas Layout, Plot plan y vista isométrica. Finalmente, se analizó el desempeño de la bomba con diferentes fluidos de trabajo considerando propiedades termodinámicas, costos y sostenibilidad. El análisis del proceso en El Horizonte S.A.S. permitió cuantificar entradas y salidas, obteniendo una producción de 1.709,57 kg/lote en 2,5 horas, equivalente a 3 lotes diarios y 1.617 toneladas anuales. Los balances de energía mostraron que la caldera es el mayor consumidor (2.973.480 kJ/lote), con pérdidas del 55 % en la distribución de vapor, evidenciando la necesidad de recuperar calor residual del escaldado y caldera. Se diseñaron y simularon dos alternativas de bomba de calor, obteniéndose COP de 4,56 y 4,18, con producciones proyectadas de 782.888 y 1.507.840 kg/año. La evaluación económica (PE2, CAPEX y OPEX) indicó que la alternativa 2 es la más favorable por su menor costo operativo y mejor relación inversión-beneficio. Finalmente, la evaluación de refrigerantes descartó los halogenados por su alto GWP y ODP, destacándose el agua (R-718) como opción óptima por su COP de 4,19, bajo costo, mínima masa requerida y nulo impacto ambiental.
Análisis de la reconstrucción de óxidos metálicos (Mg-Al) debidos a procesos de captura de CO2
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Pinzón Pinzón, Jeison Iván; Sarmiento Madera, Sebastian Felipe; Baldovino Medrano Víctor Gabriel; García Sánchez, Julieth Tatiana; Valderrama Zapata, Rodrigo; Pedraza Avella, Julio Andrés; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
Los materiales derivados de hidrotalcitas (HTs) Mg–Al han despertado gran interés en procesos de captura de CO₂ gracias a su bajo costo y elevada estabilidad térmica (200–400 °C), lo que permite prolongar su ciclo de vida hasta cerca de 1000 ciclos de captura. Sin embargo, aún presentan propiedades poco exploradas, como su afinidad con el agua. En este trabajo se empleó hidrotalcita Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O de la marca Aldrich, cuya evolución se estudió mediante difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (ATG) y mediciones de ángulo de contacto por el método de gota sésil. Se evaluó su comportamiento desde el estado original, después de la calcinación y tras 15 ciclos de adsorción–desorción de CO₂. Las pruebas de adsorción se realizaron en un reactor de flujo continuo acoplado a un espectrómetro de masas. Los resultados muestran que el material pierde su cristalinidad al alcanzar temperaturas de calcinación de 310 °C, proceso acompañado por la eliminación de agua estructural y la pérdida parcial de grupos –OH, lo que sugiere que estos componentes desempeñan un papel importante en el orden cristalino. No obstante, el carácter hidrofóbico del material se mantiene estable siempre que la calcinación ocurra a temperaturas inferiores a 370 °C, lo que indica que la cristalinidad no determina directamente dicha propiedad. Durante los ciclos de adsorción de CO₂ se evidenció que la presencia de agua es indispensable para la fijación del gas en la estructura. Además, se corroboró que la hidrofobicidad de la hidrotalcita no depende únicamente de la presencia de CO₂, sino de la forma en que este se encuentra enlazado. En consecuencia, aunque el material logró adsorber CO₂, no recuperó su cristalinidad original.
Análisis del efecto del orden de impregnación de Ni y TiO2 en las propiedades fisicoquímicas y catalíticas de un catalizador soportado en alúmina para la reacción de metanación de CO2
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11) Mendoza Acuña, Valentina; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Garcia Sanchez, Julieth Tatiana; Viejo Abrante, Fernando; Pedraza Avella, Julio Andres
La creciente preocupación por las emisiones de CO₂ ha impulsado la búsqueda de catalizadores eficientes para su conversión a metano mediante la reacción de metanación. En este contexto, se evaluó el efecto del orden de impregnación de Ni y TiO₂ sobre un soporte de alúmina, con el fin de comprender cómo la secuencia de incorporación modifica las propiedades fisicoquímicas y catalíticas. Los resultados mostraron que, tras la reducción, no todo el Ni presente se convierte en su fase metálica, ya que parte significativa permanece en estado oxidado. Esto se asocia directamente con la interacción entre el Ni y el TiO₂, la cual modifica el estado químico de la superficie y se refleja en cambios en la reducibilidad del material. En particular, cuando el TiO₂ se incorpora en las capas externas, tiende a recubrir parcialmente al Ni después del proceso de activación, lo que limita su reducción completa. Asimismo, se observó que las variaciones en la actividad catalítica no dependen únicamente de la cantidad de Ni expuesto en superficie, sino que responden a modificaciones más profundas en la naturaleza de los sitios activos. Estas transformaciones están vinculadas a la interacción entre Ni, Ti y Al₂O₃, que altera la estructura electrónica de los sitios catalíticos y, con ello, la ruta de reacción. Dicho efecto se traduce en una mayor selectividad hacia CH₄ en comparación con el catalizador Ni/Al₂O₃, al disminuir la formación de CO como subproducto. En conjunto, este trabajo demuestra que el orden de impregnación no solo determina la dispersión y accesibilidad del níquel, sino también la calidad y reactividad de los sitios catalíticos, constituyéndose en una estrategia clave para el diseño de catalizadores más eficientes y estables para la metanación de CO₂.
Implementación de un sistema digital para el monitoreo en tiempo real de la trazabilidad en el área de calidad de la Fazenda.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Lasso Mantilla, Valentina; Nabarlatz Alcida, Debora; Muvdi Nova, Carlos Jesus; Morales Medina, Giovanni
En el presente trabajo se presenta la propuesta de implementación de un sistema digital de monitoreo en tiempo real para el área de calidad de Aliar S.A – La Fazenda, empresa colombiana del sector agroindustrial enfocada en la producción y comercialización de carne de cerdo. En su planta de Engativá, Bogotá D.C, los registros de control de calidad se realizan en formatos físicos, lo cual conlleva diferentes desventajas como altos costos en suministros como papel, ralentización en tiempos de consulta de la trazabilidad y errores de diligenciamiento. Ante esta situación, se propuso la implementación de un sistema digital centralizado mediante el uso de dispositivos electrónicos en planta, con el afán de optimizar los procesos de control, reducir errores y mejorar el acceso a la información. Los resultados de la implementación del sistema digital impactaron positivamente en la eficiencia del control de calidad, al eliminar tiempos de transcripción, reducir errores de registro y agilizar la detección de no conformidades. Por otro lado, se reduce el consumo de recursos como papel e insumos de oficina, impactando positivamente en el medio ambiente y disminuyendo costos. Asimismo, se garantizó la disponibilidad de la información, lo que optimiza auditorías y consecuentemente fortalece la trazabilidad del proceso.
Plan estratégico tecnológico para la mejora de procesos y reestructuración de la Asociación de Productores de Café del Municipio del Tablón de Gómez (ASOPROCAFE) en el departamento de Nariño.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Diaz Benavides, Sara Paulina; Duarte Mantilla, María Mercedes; Becerra Ardila, Luis Eduardo; Barajas Ferrerira, Crisóstomo; Chaves Guerrero, Arlex
El presente trabajo tiene como objetivo diseñar un plan estratégico tecnológico para la Asociación de Productores de Café del municipio de El Tablón de Gómez (ASOPROCAFFE), orientado a optimizar los procesos en planta y fortalecer el posicionamiento en el mercado de café procesado. Cabe resaltar que gran parte de la producción cafetera del departamento de Nariño se clasifica como café especial, lo cual constituye una ventaja competitiva relevante para iniciativas que busquen generar valor agregado y proyectarse hacia mercados diferenciados. Para alcanzar este propósito, se desarrolló una investigación estructurada en varias etapas. En primer lugar, se efectuó un diagnóstico del entorno cafetero en las dimensiones social, económica, política y tecnológica, considerando los niveles internacional, nacional, regional y local, a partir de fuentes primarias y secundarias. Posteriormente, se aplicó un análisis PESTEL con el fin de identificar las variables externas que inciden en el entorno de la asociación. En la tercera fase, se llevó a cabo un análisis DOFA, que permitió precisar las fortalezas y debilidades en las áreas de producción y comercialización de la organización, así como las oportunidades y amenazas del contexto. Dicho análisis se complementó con el modelo de las Cinco Fuerzas de Porter, lo que facilitó una visión integral y objetiva de los factores que influyen en la competitividad de ASOPROCAFFE. Finalmente, con base en estos hallazgos, se formularon estrategias orientadas al diseño del plan estratégico tecnológico.
Síntesis y caracterización reológica de emulsiones crudo-ferrofluido/agua.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Peña Daza, Luis Eduardo; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Contreras Mateus, María Daniela; Perdomo Sánchez, Aura Michelle; Luispd0702@gmail.com; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, Viatcheslav
Ante la necesidad de mejorar la eficiencia de flujo y la estabilidad durante el almacenamiento en la industria oil & gas, los fluidos complejos se perfilan como alternativas funcionales con reología ajustable, mayor robustez interfacial y control externo de la microestructura para operaciones de transporte y manejo. En este trabajo se prepararon emulsiones aceite-en-agua (O/W) que incorporan una mezcla crudo pesado/ferrofluido como fase dispersa. Se evaluaron tres tensioactivos: Tergitol NP-10 y Tergitol NP-40 (no iónicos, etoxilación 10 y 40, HLB 13,2 y 17,8) y cloruro de hexadecilpiridinio (CPC, catiónico, HLB 27). La estabilidad se monitoreó macroscópica y microscópicamente (clarificación, presencia de crudo libre, distribución de tamaños), mientras que la respuesta mecánica se caracterizó mediante reología oscilatoria de pequeña amplitud (SAOS, sin campo) y curvas de flujo con y sin aplicación de un campo magnético estático y uniforme. Todas las formulaciones mostraron comportamiento reofluidizante y dominio elástico en el régimen lineal. En almacenamiento, TNP40 exhibió la mayor robustez (menor clarificación y ausencia de crudo libre), TNP10 mostró estabilidad intermedia y CPC evidenció ruptura parcial. Para los ensayos magnetoreológicos se seleccionó TNP10 por su reproducibilidad: bajo campo, la viscosidad aumentó monótonamente a bajas - medias tasas de cizalla y se atenuó a altas tasas por desestructuración inducida por flujo; los ciclos de encendido/apagado revelaron una respuesta inmediata y reversible. Se observaron estructuras múltiples W/O/W en CPC y, en menor medida, en NP-40, fenómeno que explica incrementos transitorios de viscosidad sin cambios simultáneos en el tamaño externo de gota. En conjunto, los resultados confirman la viabilidad de estas emulsiones y su modulación magnetoviscosa, sugiriendo a TNP40 como formulación preferente para almacenamiento y a TNP10 como candidata para control reológico por campo.
Evaluación de los potenciales de fuentes no convencionales de energía renovable para el aprovechamiento de recursos en el municipio de Charalá, Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Delgado Diaz, Camilo Esteban; Medina Salcedo, Karol Vanesa; García Navas, Duban Fabián; Morales Valencia, Edgar Mauricio; Nabarlatz, Debora Alcira
En Colombia, el aprovechamiento de fuentes no convencionales de energía renovable (FNCER) se ha convertido en una alternativa estratégica para diversificar la matriz energética y promover un suministro más sostenible en municipios con limitaciones de cobertura eléctrica. En este contexto, se evaluó el potencial energético de Charalá, Santander, a partir de tecnologías consideradas por la Ley 1715 de 2014 como FNCER: solar, eólica, pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH) y biomasa. La metodología se basó en la recopilación y validación de datos históricos de irradiancia, viento, caudales y biomasa, utilizando fuentes internacionales como POWER NASA y ERA5, junto con registros nacionales del IDEAM y la UPME. Posteriormente, se calcularon los potenciales teóricos mediante modelos específicos, se plantearon diferentes escenarios de aprovechamiento, y se implementó el método de decisión multicriterio MAUT, formulado a partir de funciones de utilidad considerando criterios técnicos, económicos, ambientales y sociales. Como resultado de este estudió se determinó que la energía solar representa la alternativa más competitiva en Charalá por la consistencia y estabilidad del recurso solar, mostrando un crecimiento lineal entre el área instalada y la energía generada. La biomasa y las PCH evidenciaron un potencial intermedio, condicionado por la disponibilidad de residuos y la variabilidad hídrica, respectivamente, mientras que la energía eólica mostró un rendimiento limitado debido a la escasa intensidad de los vientos en la zona
Análisis del proceso de fosfatado de herramientas de acero de baja aleación fabricadas por la empresa Maple Oil Tools para la industria Oil & Gas.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-19) Romero Gelves, Junior Santiago; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Gómez Salamanca, Brayan Sthefen; Velasco Rozo, Edwing Alexander; Gomez Ramirez, Javier Enrique
Este trabajo presenta el análisis integral del proceso de fosfatado implementado en la empresa Maple Oil Tools para herramientas de acero de baja aleación destinadas a la industria Oil & Gas, con el objetivo de diagnosticar el desempeño del recubrimiento de fosfato de zinc, identificar problemáticas en la operación y proponer estrategias de mejora que optimicen su aplicación. La investigación se desarrolló en tres fases: la caracterización detallada de las etapas de desengrasado-decapado, fosfatado, pasivado y secado; el diagnóstico de los principales aspectos de mejora mediante la comparación con normas internacionales y literatura especializada; y la evaluación experimental de sustratos y recubrimientos mediante ensayos de metalografía, microdureza Vickers y microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de dispersión de energía (SEM-EDS). Los resultados evidenciaron que el acero AISI 4140 presenta una microestructura martensítica de dureza moderada, adecuada para el fosfatado, aunque con inclusiones de sulfuros y óxidos en bajos niveles. La caracterización de los recubrimientos mostró la uniformidad en algunas zonas y presencia de fosfatos de hierro en sustratos con granulometría fina, así mismo, las mediciones de espesor y de la relación masa/área cumplieron con los valores mínimos exigidos por la norma ASTM F1137/F1137M. Como contribución práctica, se rediseñó la herramienta preoperacional de control en formato digital, se definió una hoja de ruta para estandarizar las actividades y se recomendaron protocolos de monitoreo de variables críticas. Estos aportes permiten establecer un sistema de control más riguroso que fortalece la eficiencia y permite disminuir los reprocesos y costos asociados a demoras en proceso de fosfatado en la empresa.
Objeto Virtual de Aprendizaje para el Aprendizaje de Balances de Masa Mediante Operaciones de Refinación de Petróleo
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-22) Valencia Diaz, Gillian Nicole; Pinto Ardila, David Santiago; Sanchez Torres, Viviana; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Lopez Giraldo, Luis Javier; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto
El presente trabajo de grado tuvo como propósito diseñar e implementar un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) gamificado, orientado a la enseñanza de balances de masa en el contexto de la ingeniería química. A partir de los resultados obtenidos en una encuesta diagnóstica aplicada a los estudiantes del curso “Estequiometría”, quienes probaron la herramienta, se desarrolló un OVA en Roblox Studio que simula una refinería de petróleo conformada por dos zonas principales. La primera corresponde a la zona práctica, que integra dos unidades de operación fundamentales en el proceso de refinación: la destilación atmosférica y el craqueo catalítico. La segunda es la zona teórica, diseñada como un recorrido por la refinería en el que se describe de manera general el proceso de refinación. Adicionalmente, se creó un espacio complementario que articula ambas zonas: el Museo de las Operaciones Unitarias. De esta manera, se integraron contenidos teóricos de balances de masa en escenarios interactivos y se incorporaron diálogos explicativos a través de personajes no jugables (PNJ). Los resultados obtenidos tras la implementación evidencian que los estudiantes perciben el OVA como una herramienta beneficiosa, novedosa y motivadora, que transforma la experiencia académica en una actividad más atractiva y menos exigente. Se resaltó particularmente la utilidad de los ejercicios prácticos dentro del entorno virtual, los cuales facilitaron la comprensión de los procesos al permitir la visualización de modelos 3D de los equipos industriales. Sin embargo, también se identificaron limitaciones asociadas a fallas en la programación que afectaron parcialmente la navegación e interacción con los PNJ, lo que señala la necesidad de contar con un mayor dominio técnico en el lenguaje de programación que se usa con la plataforma Roblox. Pese a ello, este trabajo demuestra el potencial de los OVAs como estrategia didáctica para fortalecer el proceso formativo en ingeniería química.
Desarrollo y validación de un sistema piloto de secado para pellets formulados con subproductos del proceso de extracción de aceite de palma en la empresa Palmeras de Puerto Wilches S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2015-07-17) Rangel Mantilla, Silvia Juliana; Sánchez Torres, Viviana; Diaz Rodriguez, Oscar Mauricio; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Nabarlatz, Debora Alcida
Palmeras de Puerto Wilches S.A. es una empresa colombiana dedicada al cultivo, cosecha y extracción de aceite de palma, en cuyo proceso se generan subproductos con un alto potencial de valorización. Entre ellos se encuentra la torta de tricanter, caracterizada por su contenido nutricional, pero con una humedad cercana al 75%, lo que acelera su descomposición y limita su aprovechamiento. Como alternativa, la empresa formuló un alimento en presentación de pellets conformados por torta de palmiste y torta de tricanter. Estos pellets, sin embargo, requieren ser estabilizados mediante un proceso de secado que permita reducir la humedad hasta niveles aceptables para su almacenamiento y uso como insumo en alimentación animal. Para este fin se desarrolló un sistema de secado tipo bandejas, compuesto por un ventilador industrial, un intercambiador de calor y una corriente de vapor como fuente de energía térmica. Durante la validación experimental se establecieron variables críticas de operación como la temperatura del aire de secado (70 °C), el caudal de aire y la capacidad de carga de las bandejas (15 kg). A partir de los ensayos realizados se obtuvieron curvas de secado representativas que evidenciaron la reducción de la humedad inicial, cercana al 60%, hasta valores alrededor del 12%, en cumplimiento con los límites establecidos (ICA).
DESARROLLO Y FORMULACIÓN DE MEZCLAS DE SURFACTANTES ANIÓNICO/CATIÓNICO PARA EL RECOBRO MEJORADO DE PETRÓLEO
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Carrillo Hernández, Andrés Mauricio; Barrera Ardila, Angie Cristina; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Rondón Antón, Miguel José; Lopez Contreras, Yuly Fernanda; Viejo Abrante, Fernando
El empleo de aditivos químicos en el recobro mejorado del petróleo, es uno de los métodos más eficientes para la extracción de crudo residual en yacimientos maduros, el uso de polímeros como técnica para mejorar el desplazamiento y extracción de petróleo, ha presentado problemáticas tanto en el mantenimiento de propiedades reológicas de los polímeros, como de ineficiencia en la disminución de la tensión interfacial del sistemas crudo/agua y carencia de propiedades detergentes; con respecto a lo anterior, la implementación de surfactantes individuales, presenta mejoras en la disminución de la tensión interfacial y en las propiedades detergentes, pero carecen de propiedades reológicas esenciales para un óptimo desplazamiento del petróleo y evitar problemáticas como la digitación viscosa. Asimismo, la implementación conjunta de polímeros con surfactantes ha presentado reacciones indeseadas y problemáticas de disponibilidad del surfactante en la interfase, implicando una ineficiencia del fluido en el tiempo. Por ello, surge como una tecnología de interés, la implementación de mezclas de surfactantes aniónicos y catiónicos, las cuales han demostrado sinergia para la formación de sistemas micelares cataniónicos, aumentando las propiedades reológicas del fluido además de presentar efectos significativos en las propiedades detergentes y disminución de la tensión interfacial, ofreciendo así una solución integral a las diferentes problemáticas expuestas. Por tanto, el motivo de este proyecto se basa en evaluar el efecto de la variación de la proporción de surfactantes en diferentes sistemas sobre el comportamiento reológico, interfacial y detergente en miras de obtener sistemas prometedores para la implementación como técnica de recobro mejorado de petróleo.
Evaluación técnico-financiera de un distrito térmico para una zona residencial en Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Sandoval Granados, Laura Sofia; Vergel Pérez, Andrés Leonardo; Morales Medina, Giovanni; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
En esta investigación se evalúan dos configuraciones de bombas de calor para suplir el requerimiento energético en sistemas de enfriamiento de 50 hogares en Barrancabermeja. Esto contribuye al protocolo de Montreal para a proteger la capa de ozono, a su vez se alinea a los compromisos del país hacía energías más limpias, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero, como lo es el CO2. Se plantean objetivos específicos como caracterizar, diseñar conceptualmente una bomba de calor, el cual contemple las heurísticas de diseño y se complemente con simulaciones en Aspen Hysys, y la evaluación del proyecto desde los resultados técnicos obtenidos anteriormente y a través de indicadores financieros como VPN, TIR, ROI y Payback. Los resultados indican que el proyecto se alinea técnicamente con todos los requerimientos y las iniciativas de transición energética, donde a su vez muestra un ahorro económico al emplear estos sistemas de refrigeración centralizada. Se resalta la importancia de seleccionar una adecuada configuración de la bomba de calor dependiendo de los requerimientos de cada caso, asi como el uso del fluido del proceso adecuado para obtener operaciones optimas, los cuales en este caso fueron R450a y R600a.
Sistema de generación de energía eléctrica a partir de residuos orgánicos disponibles en la plaza de mercado Guarín en Bucaramanga, Santander: diseño conceptual y estudio de prefactibilidad
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-20) Sánchez Jaimes, Mayra Jimena; Hincapie Bisbicus, Juliana; Benavides Prada, Omar Andrés; Mudvi Nova, Carlos Jesús; Morales Valencia, Edgar Mauricio
La investigación propone un diseño conceptual para generar energía eléctrica a partir de residuos orgánicos de la Plaza de Mercado Guarín (Bucaramanga, Santander). Se evaluó la disponibilidad de materia prima, el potencial de biogás y la viabilidad técnica y económica mediante un estudio de prefactibilidad. Se identificó una generación mensual de 39,17 toneladas de residuos, compuestos principalmente por cáscaras y verduras, con un potencial estimado de 99,54 m³ de biogás diarios, equivalente a 196,45 kWh/día, suficientes para cubrir parcialmente la demanda eléctrica de la administración (2.039 kWh/mes). En lo económico, el proyecto mostró un VAN positivo, una TIR del 42 % (frente a una tasa de descuento del 8 %) y una recuperación de la inversión en menos de tres años, confirmando su rentabilidad. Así, la valorización energética de residuos orgánicos se presenta como una alternativa técnica y financieramente viable, que aporta a la transición energética local y mejora la gestión de residuos sólidos.
Evaluación del proceso de diafiltración para la producción de hidrolizados clarificados a partir de sangre bovina
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-19) González Herrera, Juan Pablo; Santiago Villar, Simón Alejandro; Muvdi Nova, Carlos Jesús; Sanchez Torres, Viviana; Lambis Benitez, Luis Enrique
En Colombia, el aprovechamiento de los subproductos cárnicos es limitado, lo que genera impactos ambientales y desaprovecha recursos de alto valor como la sangre bovina, rica en proteínas y hierro hemo. Estos componentes representan una oportunidad para el desarrollo de ingredientes funcionales y alimentos fortificados. Sin embargo, los hidrolizados clarificados suelen presentar pérdidas de compuestos de interés durante el procesamiento, lo que ha impulsado la búsqueda de alternativas que mejoren la eficiencia y el aprovechamiento de este subproducto. Con este propósito, el presente trabajo evaluó la diafiltración como pretratamiento en la producción de hidrolizados clarificados de sangre bovina. La metodología se desarrolló en dos fases: en la Fase 1, se evaluó el proceso de diafiltración considerando 20% de dilución, para dos umbrales de corte 30 nm y 200 nm, una presión transmembranal de 2 bar y un criterio de parada definido por la permeabilidad. En la Fase 2, se comparó la hidrólisis enzimática de sangre diafiltrada y sin diafiltrar, empleando la enzima GELZYME L-500 a una concentración del 1,25 % p/p, con condiciones de pH ≈ 10, temperatura de 55 °C y tiempo de reacción de 1 h. Posteriormente, los hidrolizados obtenidos fueron sometidos a un proceso de clarificación por microfiltración, bajo condiciones de 53 °C, ΔPTM = 1,5 bar. Los resultados mostraron que la diafiltración no generó cambios en la composición final de los hidrolizados; sin embargo, aportó mejoras en la productividad, al favorecer la permeabilidad de las membranas y disminuir la colmatación. Esto permitió un manejo más eficiente del proceso de hidrólisis y clarificación, con rendimientos superiores en comparación con el tratamiento sin prefiltración.

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