Ingeniería Eléctrica

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Sistema de transmisión inalámbrica de datos para sonda de captura de iones
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-06) Bueno Gómez, Andrés Felipe; Tsygankov, Petr; Orozco Ospino, Eduardo Alberto; Aguilera Bermúdez, Ernesto; Parada Becerra, Fredy Fabián; Ortega Boada, Homero
En este trabajo se expone de manera detallada un prototipo funcional de un sistema básico de transmisión de datos, por medio de Bluetooth, de lecturas analógicas de amplitud de señales de tensión asociadas a señales analógicas de potencial de repulsión e intensidad de corriente iónica. El objetivo principal es la implementación de este sistema en la ejecución de un método de caracterización de haces de iones que emplea una sonda de potencial de repulsión de múltiples electrodos. En el capítulo 1 se presentan los conceptos fundamentales de los haces de iones, necesarios para comprender su naturaleza y comportamiento en general. En el capítulo 2 se presenta el análisis sobre el cual se basa un diseño representativo de una sonda de potencial de repulsión y la definición y el significado físico de la función de distribución de energía iónica a partir de la característica de potencial de repulsión i+ = f (E) que se obtiene con la sonda. En el capítulo 3 se expone detalladamente el diseño y funcionamiento del sistema de transmisión inalámbrica de datos, se presenta la herramienta de software desarrollada para el control del proceso de adquisición, transmisión, recepción y visualización de los datos en tiempo real; y se evalúa el desempeño del sistema en condiciones de exigencia propias de su implementación práctica. Por último, en el capítulo 4, se presentan las conclusiones y recomendaciones.
ACTUALIZACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE INSPECCIÓN DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE ACUERDO CON EL RETIE 2024 PARA UN ORGANISMO DE INSPECCIÓN
(Universidad Industrial de Santander, 2025-12-30) Moncada Prieto, Irwin; Quiroga Quiroga Oscar Arnulfo; OROZCO HENAO CESAR AUGUSTO; CORTES TORRES JOSE DAVID
La seguridad eléctrica es un componente esencial para el desarrollo de la infraestructura nacional, ya que una instalación deficiente puede generar riesgos como incendios, fallas en los sistemas eléctricos y accidentes fatales. En Colombia, el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) establece los requisitos que garantizan que las instalaciones sean seguras, eficientes y acordes con las disposiciones vigentes. En abril de 2024, mediante la Resolución 40117, se derogó la versión 90708 de 2013 del RETIE, incorporando nuevas exigencias técnicas, administrativas y de gestión que los organismos de inspección deben adoptar para mantener su acreditación y operatividad. OCERTIFICC, como organismo de inspección acreditado, enfrenta la necesidad de actualizar sus procedimientos internos, diseñados bajo la normativa anterior, para garantizar el cumplimiento integral del RETIE 2024. La falta de adecuación podría comprometer su reconocimiento oficial, generar sanciones legales y poner en riesgo la seguridad de instalaciones residenciales, comerciales e industriales a nivel nacional. Este trabajo de grado tiene como objetivo actualizar los procedimientos de inspección de las instalaciones eléctricas de OCERTIFICC conforme al RETIE 2024 y a los lineamientos del Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC). Para ello, se realizó una revisión detallada de la nueva normativa, un análisis de las brechas existentes y el rediseño de los formatos de inspección en Excel, adaptados a cada tipo de instalación eléctrica de uso final. Con esta actualización, OCERTIFIC no solo asegura su cumplimiento normativo, sino que también fortalece su competitividad y contribuye a la mejora de la seguridad eléctrica en el país.
Diseño conceptual del aprovechamiento energético del biogás
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Aguilar Ramirez, Christian Ernesto; Serna Suarez, Ivan David; Castro Molano, Liliana del Pilar; Mera Florez, Juan Pablo; Martinez Peñaloza, Alejandra
El biogás, producto de la digestión anaerobia de materia orgánica, representa una alternativa viable y sostenible para la generación de energía renovable, así como para la reducción de emisiones contaminantes. El objetivo principal de este trabajo de grado es evaluar la viabilidad técnica de generación de energía eléctrica a partir del biogás producido en un digestor tubular instalado en una granja porcícola del municipio de Floresta, Boyacá. Este estudio, parte del reconocimiento de diversas tecnologías de conversión energética disponibles en el mercado para realizar dicho aprovechamiento, tales como, motores de combustión interna, microturbinas, motores Stirling, entre otras. Tras un análisis técnico de las opciones, se selecciona el motor Stirling tipo gamma debido a su capacidad de aprovechar la energía térmica del biogás, aun cuando los flujos del mismo son muy bajos. Posteriormente, se caracterizan las propiedades del biogás proveniente de la granja, considerando variables como el contenido de metano y las condiciones operativas del digestor. A continuación, se realiza la simulación del proceso de conversión de energía térmica a energía mecánica utilizando el software Matlab Simulink, que permite modelar un motor Stirling tipo gamma utilizando componentes y dominios Simscape específicos para gas, fuentes térmicas y partes mecánicas. Los resultados obtenidos permiten establecer lineamientos claves para el desarrollo de proyectos de aprovechamiento energético del biogás, destacando su potencial para contribuir a la diversificación energética, la gestión de residuos y el desarrollo sostenible.
GUÍA NORMATIVA PARA LA PRESENTACIÓN DE PROYECTOS ELÉCTRICOS ANTE LA ELECTRIFICADORA DE SANTANDER S.A E.S.P
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-22) Fuentes Sánchez, Andrés Camilo; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Rincon saravia, Rolando Andres; Adarme Lopez, Edinson Fabian
El presente proyecto tiene como objetivo el diseño de una guía normativa que oriente a los desarrolladores de proyectos eléctricos sobre los requisitos y la documentación necesaria para el estudio y aprobación de solicitudes de conexión eléctrica ante la Electrificadora de Santander (ESSA). Actualmente los desarrolladores se enfrentan a retrasos e inconvenientes administrativos en consecuencia a la falta de un proceso estandarizado y la dispersión de formatos. Esto implica ineficiencias en la tramitación de solicitudes, incumplimiento de normativas vigentes y dificultades para cumplir con los estándares técnicos y de seguridad requeridos. La guía normativa planteada se basará en la normativa nacional vigente, como el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE), e incluirá un enfoque claro para facilitar la evaluación de proyectos eléctricos, mejorar la eficiencia administrativa y asegurar el cumplimiento de las normativas aplicables. En esta línea se espera que esta guía contribuya tanto a la ESSA, al optimizar sus procesos internos, como al sector eléctrico regional, al promover una mayor factibilidad y agilidad en los procesos de conexión a la red eléctrica. Las restricciones del proyecto incluyen la aplicación exclusiva a proyectos eléctricos de conexión a ESSA, la alineación con la normativa vigente y la necesidad de incorporar mecanismos de retroalimentación para la mejora continua de la guía.
Guía metodológica para el dimensionamiento de un sistema fotovoltaico en los rangos de potencia entre los 10 kW a 100 kW, teniendo en cuenta los incentivos que contempla la ley colombiana
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Rodríguez González, Karen Dayana; Vásquez Serrano, Carlos Alberto; Barrero Pérez, Jaime Guillermo; Mantilla Villalobos, María Alejandra; karendrodriguezg@gmail.com; Hakspiel Rodríguez, María Alejandra; Cárdenas Rangel, Jorge Luis
Los proyectos de sistemas fotovoltaicos (SFV) para obtener energía eléctrica en el país se han venido incrementando considerablemente. Este avance se debe principalmente al desarrollo de nuevas tecnologías, a los nuevos mercados de fuentes no convencionales de energía (FNCE) y, de manera especial, a los beneficios tributarios de la Ley 1715 del 2014, esto ha originado un entorno perfecto para el progreso de proyectos que aprovechan la energía solar. Ante este panorama, cada vez más empresas, industrias y comunidades recurren a la implementación de sistemas fotovoltaicos, no solo para reducir costos energéticos, sino también para contribuir a la transición energética y la disminución de emisiones contaminantes. Sin embargo, uno de los principales retos que enfrentan los usuarios y promotores de proyectos es garantizar un correcto dimensionamiento de los sistemas, ya que de este proceso depende la eficiencia y rentabilidad de la inversión. Por ello, es necesario desarrollar metodologías de dimensionamiento que sean técnicamente rigurosas y, al mismo tiempo, prácticas, para que puedan ser aplicadas por técnicos con distintos niveles de experiencia. La guía desarrollada en este proyecto ofrece dicha metodología, que integra aspectos técnicos y regulatorios, que podría potenciar los beneficios económicos para las empresas que quieran dedicarse al dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos.
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE GRAN PERTURBACIÓN EN UN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA CONSIDERANDO BARRA ÚNICA ALIMENTADA MEDIANTE GENERACIÓN SÍNCRONA CONVENCIONAL Y VIRTUAL
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Largo Cristancho, Hollman Fabian; Petit Suarez, Johann Farith; Mantilla Villalobos, María Alejandra; Soto Rios, Edison Andres; Diaz Florez, Gillermo Andres
Los sistemas eléctricos de potencia están compuestos principalmente por generadores, líneas y transformadores capaces de soportar altas potencias eléctricas. En la actualidad, estos sistemas son fundamentales para el desarrollo y funcionamiento de la sociedad, presentando un desafío en su control y operación debido a su robustez para alimentar grandes cargas y soportar fallas variables en el tiempo. Esta capacidad se describe mediante la dinámica de los sistemas eléctricos de potencia, conocida como estabilidad. La estabilidad de estos sistemas analiza la dinámica de sus variables de estado para controlar la frecuencia y la tensión eléctrica, donde la frecuencia está relacionada con el consumo de potencia activa, robustez y constante de inercia, mientras que la tensión depende de la capacidad de las barras y la potencia reactiva del sistema, alimentado por unidades generadoras. Las unidades generadoras son cruciales para la estabilidad, ya que deben coordinar y suministrar los valores de potencia activa y reactiva. Se dividen en máquinas rotativas y estáticas, siendo esenciales las máquinas rotativas (generadores síncronos) por su capacidad de brindar la inercia necesaria para superar perturbaciones en el sistema eléctrico.
Caracterización de la Comunidad Energética de la Vereda Busaga del Municipio de Iza, Boyacá
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-20) Piragauta Vargas, Miguel Angel; Rincon Saravia, Rolando Andres; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Duarte Gualdron, Cesar Antonio; Ordoñez Plata, Gabriel
La caracterización energética de la Vereda Busaga, ubicada en Iza, Boyacá, tiene como fin la creación de una comunidad energética. Este enfoque implica una gestión colaborativa de la generación y consumo de energía renovable, lo cual generará beneficios económicos, sociales y ambientales para la región. Para lograrlo, se realizaron evaluaciones de los recursos energéticos disponibles en la zona, como la energía solar, hídrica y eólica, Además, se consideraron las principales actividades productivas del área, como las agropecuarias, educativas, y medicas para obtener una comprensión más clara de las necesidades de la comunidad. Este diagnóstico se alinea con políticas nacionales como el Plan de Desarrollo 2022—2026 y propone una estrategia de transición energética centrada en la adopción de fuentes renovables y el uso de tecnologías limpias. El objetivo es establecer un modelo energético sostenible y eficiente, que no solo mejore la calidad de vida de los habitantes, sino que también dinamice la economía local y fomente un desarrollo integral para la comunidad.
Estudio de la prefactibilidad de un laboratorio móvil de transición energética para instituciones educativas de enseñanza básica y media
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-19) Campo Suarez, Jesus David; Herrera Rizo, Herminson Eduardo; Ordoñez Plata, Gabriel; Botero Londoño, Monica Andrea; Cardenas Rangel, Jorge Luis
Este trabajo de grado surgió de la problemática que se vive en algunas instituciones educativas de Barrancabermeja al no contar con fondos suficientes para implementar laboratorios con tecnologías energéticas o material educativo didáctico que apoye la enseñanza de la transición energética. Se eligió esta ciudad porque presenta un fuerte impacto ambiental, al albergar la refinería más grande de Colombia, lo que hace necesario generar conciencia desde la educación básica y media para que, en el futuro, los estudiantes participen en soluciones innovadoras que contribuyan al mejoramiento energético. Por tanto, se propone la creación de un laboratorio didáctico sobre transición energética, diseñado en formato móvil para trasladarlo a instituciones educativas y a barrios de escasos recursos de Barrancabermeja y su área rural. Este trabajo se centra en el análisis preliminar para la ejecución del proyecto, es decir, en un estudio de prefactibilidad que permita determinar si la idea es viable en términos técnicos, económicos, financieros, sociales y ambientales.
Estudio de factibilidad en la implementación de un sistema fotovoltaico off-grid que suministre electricidad e iluminación para “el bosque” en la Universidad Industrial de Santander.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-04) Reatiga Mendoza, Luis Alejandro; Segovia Castellanos, Kevin Andres; Rincon Saravia, Rolando Andres; Ordoñez Plata, Gabriel; Rey Lopez, Juan Manuel; Mantilla Villalobos, Maria Alejandra
El presente proyecto tiene como finalidad evaluar la factibilidad de implementar un sistema fotovoltaico off-grid en el sector denominado “el bosque” de la Universidad Industrial de Santander. El principal desafío identificado corresponde a la densa cobertura arbórea y la vegetación circundante, que generan sombras constantes sobre los paneles solares, reduciendo la captación de radiación y limitando la producción de energía. Desde una perspectiva social y educativa, la carencia de suministro eléctrico y la deficiente iluminación han convertido este espacio en un lugar subutilizado e, incluso, inadecuado para la comunidad universitaria. Estas limitaciones afectan el desarrollo de actividades académicas y recreativas, además de comprometer la seguridad de los usuarios. Durante el estudio se identificaron las zonas con radiación solar, lo que permitió reubicar los bancos de estudio y diseñar tres propuestas de sistemas fotovoltaicos off-grid orientadas a energizar “el bosque” y a cubrir su iluminación general. Dichos diseños fueron simulados en el software PVSYST, obteniéndose una fracción solar (SF) del 100 % y pérdidas por sombreado inferiores al 3 %, lo que evidencia independencia total de la red y un aprovechamiento eficiente del recurso solar. Asimismo, se desarrolló un análisis de viabilidad técnica, económica, social y ambiental, que ofrece una base sólida para considerar la implementación de este tipo de sistemas tanto en el campus universitario como en otros entornos naturales, promoviendo un modelo energético sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, se determinó que el principal impacto asociado corresponde al elevado costo de instalación, lo que limita su aplicación práctica y refuerza su orientación hacia un propósito educativo dentro de la universidad.
Ampliación de redes de media y baja tensión de la empresa ENERCA S.A E.S.P para la vereda el Amparo del municipio de Yopal, Casanare.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-13) Chaparro Zipagauta, Erin Fernando; Rincon Saravia, Rolando Andres; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Fernandozipagauta@gmail.com; Chacon Velasco, Julio Cesar; Orozco Henao, Cesar Augusto
El proyecto “Ampliación de redes de media y baja tensión de la empresa ENERCA S.A E.S.P para la vereda El Amparo del municipio de Yopal, Casanare” tiene como finalidad garantizar el acceso al servicio eléctrico a 26 familias rurales que actualmente carecen de un suministro confiable. La iniciativa surge de una acción popular y constituye uno de los primeros proyectos diseñados y gestionados directamente por el área técnica de ENERCA, bajo los lineamientos del RETIE vigente y las normas técnicas nacionales e internacionales. El trabajo desarrolla un diseño completo de expansión de redes de media (13,2 kV) y baja tensión (120/208 V), contemplando transformadores monofásicos de 5 y 10 kVA, optimización de rutas, selección de conductores ACSR, definición de puntos de arranque y análisis de demanda futura. Se realizaron estudios técnicos como análisis de cargas iniciales y futuras, coordinación de aislamiento, cortocircuito y falla a tierra, protección contra descargas atmosféricas, riesgos de origen eléctrico, cálculo de puesta a tierra, pérdidas y regulación de tensión. Todo ello se apoyó en herramientas especializadas como ETAP para simulación y cálculos eléctricos. El resultado es un diseño robusto y ajustado a la normativa que permitirá mejorar la calidad de vida de la comunidad, impulsando su desarrollo social y económico. Con este proyecto se sientan bases técnicas y administrativas para futuras ampliaciones de redes rurales en Casanare, fortaleciendo la gestión directa del operador de red y contribuyendo al cierre de brechas de desigualdad en acceso a energía eléctrica.
Diseño de bancos para prácticas para la formación de técnicos profesionales en sistemas fotovoltaicos UIS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-31) Moncada Rojas, Ivan Dario; Valdivieso Vargas, Milthon José; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Serna Suarez, Ivan David; Ordoñez Plata, Gabriel
Título: Diseño de bancos para prácticas para la formación de técnicos profesionales en sistemas fotovoltaicos UIS. Autores: Ivan Darío Moncada Rojas, Milthon José Valdivieso Vargas. Palabras clave: Sistemas fotovoltaicos; Bancos de prácticas; Formación técnica; Energías renovables; Laboratorios didácticos; Transición energética. Descripción: El crecimiento del sector de las energías renovables en Colombia ha incrementado la demanda de técnicos calificados en sistemas fotovoltaicos. La Universidad Industrial de Santander, en respuesta a esta necesidad, ha creado el programa técnico profesional en instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos. Sin embargo, el programa carece de infraestructura de prácticas que permita una formación técnica completa. Este trabajo de grado propone el diseño de bancos de práctica fijos, organizados por bloques funcionales, para cubrir los procesos de generación, conversión, almacenamiento, monitoreo y seguridad en sistemas fotovoltaicos. El diseño contempla la selección de componentes, el cumplimiento normativo (RETIE, NTC 2050, IEC, entre otros), y la elaboración de guías prácticas. Como resultado, se presenta una solución técnica y pedagógica viable, adaptable a los laboratorios de la UIS, que mejora la calidad de la enseñanza y garantiza la formación de técnicos competentes. El proyecto fortalece la oferta académica, promueve el cumplimiento de estándares internacionales y contribuye al desarrollo sostenible y a la economía verde del país.
Diseño de Iluminación Solar Fotovoltaica de Alumbrado Público para el Tramo Agustín Codazzi - Serranía del Perijá
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-30) Vega Daza, Aldair Alejandro; Mendoza Novoa, Mario José; Rincon Saravia, Rolando Andrés; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Ortiz Rangel, Manuel José; Cortés Torres, José David
El presente trabajo de grado tiene como objetivo principal diseñar un sistema de iluminación solar fotovoltaica para el alumbrado público en un tramo de vía terciaria entre Agustín Codazzi y la Serranía del Perijá mediante el software DIALux. Este proyecto surge como una solución sostenible y eficiente para mejorar las condiciones de iluminación en zonas rurales con acceso limitado a redes eléctricas convencionales. La metodología desarrollada incluye un análisis detallado de la radiación solar disponible en la zona, la selección de componentes adecuados, y el cumplimiento de los requisitos establecidos en el RETILAP. Los resultados del diseño buscan garantizar la iluminación uniforme, el ahorro energético y la durabilidad del sistema propuesto. Este estudio contribuye a fomentar el uso de energías renovables en aplicaciones de infraestructura pública y presenta una alternativa viable para la electrificación rural mediante tecnologías limpias.
Localización de fallas en sistemas de distribución eléctricos utilizando bosques aleatorios a partir de mediciones en cabecera con hasta 3 reconectadores
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-04) Sanchez Tolosa, Jeyson Andres; Melo Reina, Cristian; Duarte Gualdrón, César Antonio; Manzano Verjel, Emmanuel José; Soto Rios, Edinson Andrés; Carreño Barrera, Luis Felipe
La localización de fallas en sistemas de distribución de energía eléctrica es una tarea clave para garantizar la continuidad del servicio y minimizar pérdidas económicas y sociales asociadas a las interrupciones. En este trabajo de grado se propone una metodología basada en aprendizaje automático, específicamente mediante el uso del algoritmo Random Forest, para estimar el nodo en el que ocurrió la falla, esto se hace a partir de mediciones de tensión y corriente en puntos con reconectadores instalados en la red. La evaluación del modelo se realiza sobre dos sistemas de prueba IEEE (34 y 123 nodos), bajo múltiples escenarios que incluyen generación distribuida y diferentes niveles de demanda. Una vez identificado el nodo en falla, se compara con el nodo real a través de un grafo que representa la topología del sistema, permitiendo calcular la distancia de error y métricas asociadas al desempeño. Los resultados obtenidos muestran que el modelo tiene un desempeño alto en la estimación bajo condiciones de demanda similares a las de entrenamiento y su desempeño mejora con el aumento de puntos de medición, con escenarios de operación donde se incorpora GD y variaciones en la demanda, la precisión de la estimación del punto exacto de la falla disminuye y llegando a tener el 70% de las estimaciones hechas con errores superiores a 1000 metros en el sistema IEEE 34 nodos que cuenta con una longitud total aproximadamente de 59000 m equivalentes a 59 km. Este enfoque evidencia ser una alternativa eficaz con datos similares a los de entrenamiento del modelo, podría adaptarse a condiciones reales de operación mediante un reentrenamiento con datos que incorporen escenarios de menor precisión en la estimación del punto de falla del modelo base.
Herramienta computacional para la evaluación del potencial solar en zonas rurales: aplicación al departamento de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-04) Arias Pimiento, Miguel Ángel; Ramírez Corredor, Diego Andrés; Ordóñez Plata, Gabriel; Espitia González, Christian Hernando; Mantilla Villalobos, María Alejandra
En Colombia persisten altos índices de pobreza energética, especialmente en las zonas rurales. Para contribuir a solucionar esta problemática, este trabajo de grado se centra en el análisis del potencial energético de varias zonas rurales del departamento de Santander. Como resultado, se desarrolló una herramienta computacional (denominada Zuhepower) diseñada para facilitar la toma de decisiones sobre alternativas de comunidades energéticas. Esta herramienta procesa datos solares de plataformas como NASA POWER y PVGIS, estructurando la información para un acceso rápido. Además, de organizar los datos del potencial solar regional, permite calcular la demanda de consumo y estimar la generación energética proyectada con la información de un panel solar específico. Al implementar este modelo, los usuarios disponen de un sistema integral que facilita el acceso a información clave, optimizando la gestión de sus recursos y la adquisición de equipos para sistemas fotovoltaicos. El objetivo final de esta iniciativa es reducir la pobreza energética a través de un análisis eficiente y la promoción de alternativas sostenibles en la región.
CREACIÓN DE UN APLICATIVO MEDIANTE EL USO DE LA HERRAMIENTA SOFTWARE EXCEL PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-06) Suarez Ardila, Juan Sebastian; Carvajal Calderon, Mariana; Rincon Saravia, Rolando Andres; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Rey Lopez, Juan Manuel; Jimenez Diaz, Mary Zuleika
En la actualidad, estudiantes y profesionales del sector fotovoltaico enfrentan importantes desafíos al desarrollar sus proyectos, por un lado, los elevados costos de los simuladores comerciales los hacen inaccesibles para muchos; por otro, los métodos manuales de cálculo consumen tiempo valioso y dificultan la generación oportuna de informes técnicos. Esta situación limita significativamente la capacidad de diseñar sistemas solares óptimos, especialmente para quienes recién inician su carrera profesional. Frente a esta problemática, se hace evidente la necesidad de una herramienta accesible que permita realizar dimensionamientos precisos de manera eficiente, integrando todos los aspectos técnicos necesarios para proyectos fotovoltaicos residenciales e industriales. Este proyecto desarrolla una herramienta de dimensionamiento fotovoltaico basada en Excel (Microsoft Corporation, 2021), con programación VBA, ofreciendo una solución accesible y práctica para proyectos solares. A diferencia de simuladores comerciales, el aplicativo integra características específicas como los cálculos de cableado según normativa técnico colombiana, estimación de presupuestos, y gestión de bases de datos de componentes, combinando precisión técnica con facilidad de uso. Su enfoque en necesidades básicas desde análisis de irradiación hasta viabilidad económica lo posiciona como una alternativa completa para estudiantes y profesionales que requieren resultados confiables sin inversiones costosas en software especializado
DESARROLLO DE UN ENTORNO DE PRUEBAS EN ATPDRAW Y SIMULINK PARA EL ANÁLISIS DE LA TENSIÓN INDUCIDA EN LA PANTALLA DE CABLES XLPE
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-07) Perez Vasquez, Jhonnatan Orlando; Ardila Pinzon, Kevin; Esparza Gomez, José David; Vega García, Valdomiro; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Diaz Florez, Guillermo Andres; Serna Suarez, Ivan David
En este proyecto se abarca la problemática de las tensiones inducidas en las pantallas de cables de potencia tipo XLPE con disposición subterránea en Colombia. Esta idea nace ante la falta de una normatividad nacional clara que especifique los parámetros mínimos de cumplimiento en este tipo de instalaciones, dado que estas tensiones representan un riesgo latente para la seguridad operativa del personal y la integralidad del sistema eléctrico. El proyecto se centra en lo que es el desarrollo de un entorno de simulación utilizando herramientas como ATPDraw y Simulink. Dicho entorno permitirá modelar el comportamiento de cables XLPE y evaluar las tensiones inducidas bajo diversas condiciones de instalación y operación, en cierto tipo de escenarios especificados. La metodología que se adopta comprende la caracterización de los cables y el diseño de escenarios paramétricos en ambos simuladores, para efectuar un análisis correspondiente de los resultados identificando discrepancias y similitudes entre los modelos que proporcionan los simuladores. Se espera que los hallazgos que se hacen en este proyecto generen evidencia técnica y contribuyan a la propuesta de recomendaciones que se puedan aplicar en la etapa de diseño en este tipo de instalaciones en Colombia, así mismo fomentando el uso de sistemas eléctricos más seguros y eficientes.
DISEÑO DE UNA SOLUCIÓN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y COMPENSACIÓN DE ENERGÍA REACTIVA BASADA EN FILTROS ARMONICOS ACTIVOS (APF) PARA DIFERENTES SEDES DE UN USUARIO FINAL DE CARÁCTER INSTITUCIONAL
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-05) Poveda Peña, Carlos Daniel; Ortiz Rangel, Manuel José; Ordóñez Plata, Gabriel; Duarte Gualdron, César Antonio; Osorio Silva, Fausto
Este proyecto surge como respuesta a una problemática energética identificada en el sistema eléctrico de tres sedes de la institución educativa UIS que, con el paso del tiempo, ha experimentado un crecimiento significativo en su infraestructura y en la incorporación de tecnologías. Este desarrollo ha traído consigo un aumento en la presencia de cargas altamente inductivas —como sistemas de climatización, equipos de cómputo, iluminación electrónica y dispositivos de laboratorio— que han afectado directamente la calidad del suministro eléctrico. Como consecuencia, se ha registrado un consumo de energía reactiva inductiva con oportunidad de penalizaciones económicas recurrentes por el transporte de energía no productiva. Frente a este panorama, el proyecto propone el diseño de una solución integral de eficiencia energética y compensación de energía reactiva, basada en el uso de Filtros Armónicos Activos (APF). Esta solución se apoya en el análisis detallado de matrices energéticas históricas, con el fin de caracterizar y predecir el comportamiento eléctrico de cada sede y evaluar la viabilidad técnica y económica de su implementación. El objetivo es mejorar la calidad del suministro eléctrico, reducir la cargabilidad de los transformadores, reducir las pérdidas por energía reactiva y eliminar o mitigar las penalizaciones económicas. Todo esto con el propósito de lograr una operación institucional más eficiente, sostenible y alineada con los lineamientos regulatorios vigentes.
REDISEÑO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL COLEGIO NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO DE CÁCHIRA INCORPORANDO UN SISTEMA FOTOVOLTAICO Y UN MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA GARANTIZAR SU CORRECTO FUNCIONAMIENTO A LARGO PLAZO
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-25) Corzo Ariza, Anderson Enrique; Ortega Guerrero, Jorge Luis; Mantilla Pereira, Andres; Rincón Saravia, Rolando Andrés; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Rey Lopez, Juan Manuel; Adarme Lopez, Edinson Fabian
El propósito de la actualización eléctrica del Colegio de Nuestra Señora del Rosario es mejorar tanto la calidad de servicio y la eficiencia de la instalación eléctrica, con énfasis particular en la distribución, iluminación de las cargas, manual de manteniendo y sistema de energía fotovoltaico para mejorar el rendimiento tanto del sistema como de los estudiantes de dicha escuela. Además de cumplir con la regulación actuales de Colombia como el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) y el Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público (RETILAP). Este proyecto tiene como objetivo asegurar un funcionamiento adecuado de las instalaciones y una reducción de consumo de energía incorporando un sistema fotovoltaico. El proyecto se ha organizado en varias fases fundamentales para el correcto cumplimiento de las metas para alcanzar el objetivo. Para evaluar el estado actual de la infraestructura eléctrica, se realizarán primero visitas técnicas detalladas para mirar el estado de esta. Para identificar los lugares de mal funcionamiento presentes y las áreas que requieren mejoras, estas visitas brindan datos sólidos para el diseño detallado que se presentará posteriormente. Además, al incorporar un sistema de paneles solares fotovoltaicos, aportarían un nivel de protección superior tanto del medio ambiente como a la disminución del consumo de energía. Se realizó un perfil de cargas detallado, estudios en las zonas útiles para ubicar el sistema de paneles solares y los cálculos de energía que podría generar con la instalación de estas.
Propuesta de plan de mantenimiento basado en RCM (Mantenimiento basado en confiabilidad) para los transformadores de potencia dispuestos en las subestaciones de la empresa ESSA.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-07-09) Gómez Vega, Juan José; Rincón Sanabria, Rolando Andrés; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Diaz Florez, Guillermo Andres; Chacon Velasco, Julio Cesar
Este proyecto plantea una propuesta de plan de mantenimiento optimizado para los transformadores de potencia en las subestaciones de ESSA, basado en la metodología RCM (Mantenimiento Basado en Confiabilidad) y usando la herramienta AMFE (Análisis de Modos Fallas y Efectos). A través de la recolección y análisis de datos históricos de fallas, se estableció un histórico actualizable, permitiendo identificar tendencias y optimizar la programación de mantenimiento. Como resultado, se diseñó una Política de Atención de Fallas, alineada con normativas como la SAE JA1011 y JA1012, que establece criterios para la gestión de eventos críticos, priorizando acciones correctivas según la criticidad de cada falla. Además, se implementaron hojas de ruta para mantenimiento preventivo y predictivo, listas de chequeo y un enfoque estructurado para la sustitución y restauración programada de componentes clave, incluyendo la regeneración de aceite dieléctrico. La validación del proyecto mostró una mejora significativa en la gestión del mantenimiento, optimizando recursos y reduciendo fallas inhabilitantes. Esta implementación representa un avance en la confiabilidad operativa de los transformadores, asegurando una mayor eficiencia en la planificación de las intervenciones y garantizando la continuidad del suministro eléctrico. Palabras clave: Mantenimiento optimizado, transformadores de potencia, RCM, AMFE, política de atención de fallas, mantenimiento preventivo, mantenimiento predictivo, confiabilidad operativa, suministro eléctrico.
Diseño de una estación de recarga para vehículos eléctricos para el campus principal de la Universidad Industrial de Santander soportada con energía fotovoltaica
(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-25) Serrano Barroso, Keismer Esteban; De La Ossa Medina, Ziara Alejandra; Ortiz Rangel, Manuel Jose; Quiroga Quiroga, Oscar Arnulfo; Villamizar Mejia, Rodolfo; Mantilla Villalobos, Maria Alejandra
Título: Diseño de una estación de recarga para vehículos eléctricos para el campus principal de la Universidad Industrial de Santander soportada con energía fotovoltaica. Autor: Keismer Esteban Serrano Barroso, Ziara Alejandra De La Ossa Medina. Palabras Clave: . Descripción: El presente proyecto tiene como objetivo el diseño de una estación de carga para vehículos eléctricos en el campus principal de la Universidad Industrial de Santander (UIS), la cual estará soportada por un sistema de generación mediante energía solar fotovoltaica con oportunidad de inyección de excedentes a la red. El diseño busca ofrecer una solución sostenible y eficiente que contribuya al desarrollo de infraestructura eléctrica orientada a la movilidad limpia dentro del entorno universitario. El trabajo comprende el análisis de la demanda energética esperada, la selección y dimensionamiento de los componentes del sistema fotovoltaico (paneles solares, inversor y protecciones eléctricas), así como el diseño de la infraestructura de recarga para vehículos eléctricos, cumpliendo con los lineamientos establecidos por la normatividad eléctrica vigente en Colombia, como el RETIE y la NTC 2050. Adicionalmente, se evalúan aspectos técnicos como la conexión al sistema de baja tensión de la universidad, la eficiencia energética y la seguridad operativa del sistema. Este diseño propone una solución replicable que fomenta el uso de energías renovables en instalaciones públicas, alineándose con las políticas institucionales de sostenibilidad y transición energética. Trabajo de grado. Facultad de ingenierías fisicomecanicas. Escuela de ingenierías eléctrica, electrónica y de telecomunicaciones. Ingeniera eléctrica. Director: Manuel José Ortiz Rangel. Magister. Codirector: Oscar Arnulfo Quiroga Quiroga. Doctor.

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