Ingeniería Mecánica

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Optimización de la configuración de bombeo mediante la implementación del algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) en MATLAB para maximizar la eficiencia de los equipos usando como caso de estudio el Oleoducto Río Ceibas-Tello
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-20) Monroy Morales, Laura Sofía; Gómez Salazar, Hugo Fernando; Pinto Hernandez, William; Villegas Bermúdez, Diego Fernando; González Estrada, Octavio Andrés
El transporte de hidrocarburos mediante oleoductos es esencial para la infraestructura energética, donde la eficiencia operativa resulta crítica. En Colombia, el Oleoducto Río Ceibas-Tello enfrenta desafíos asociados a la eficiencia energética, la variabilidad operativa y los costos. Las configuraciones de bombeo tradicionales presentan limitaciones para adaptarse dinámicamente a condiciones cambiantes, generando ineficiencias significativas. Actualmente, existe un vacío en la aplicación de gemelos numéricos combinados con técnicas de optimización inteligente para mejorar el desempeño de los sistemas de bombeo. Este proyecto desarrolló un gemelo numérico del Oleoducto Río Ceibas-Tello, implementando el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) en MATLAB, con el objetivo de optimizar las configuraciones de bombeo y maximizar la eficiencia energética. La metodología incluyó la recopilación y análisis de datos técnicos, la construcción del modelo numérico, la implementación y calibración del PSO, y la validación del modelo contra datos históricos de operación. Los resultados mostraron una mejora promedio del 12 % en la eficiencia energética del sistema, lo que valida la precisión y aplicabilidad del modelo. Se concluye que el uso de gemelos numéricos integrados con algoritmos de optimización inteligente representa una estrategia efectiva para incrementar la eficiencia de bombeo, reducir costos y fomentar operaciones más sostenibles en la industria de hidrocarburos.
Diseño del chasis para un vehículo híbrido de tracción humana con asistencia eléctrica, Adaptable a Conceptos de Transporte Urbano Sostenible en Bucaramanga.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Fernández Villamizar, Jerson Duván; Palacios Roa, Leonardo; Chacón Velasco, Jorge Luis; Caicedo Manrique, José Daniel; Jaimes Rolon, Ricardo Alfonso; Pinto Hernandez, William
Este trabajo de grado, desarrollado en el marco del proyecto "Alternativas de movilidad sostenible para ciudades de Colombia" (Minciencias), se enfoca en el diseño y la validación estructural del chasis para un vehículo innovador de tracción humana con asistencia eléctrica. El objetivo principal es desarrollar un chasis ligero, compacto, seguro y fabricable localmente, que utilice perfiles y láminas de acero comerciales, soporte una carga útil máxima de 300 kg y sea adaptable a diversos conceptos de transporte urbano sostenible en el área metropolitana de Bucaramanga. La metodología propuesta se estructura en cuatro fases clave. Primero, se definen los requerimientos de diseño y los casos de carga críticos, mediante la revisión de normativa aplicable y el análisis de escenarios de uso urbano, estimando las cargas estáticas y cuasi-estáticas principales. Segundo, se desarrolla el modelo geométrico 3D detallado del chasis en software CAD (SolidWorks), considerando una estructura eficiente e integrando los puntos de anclaje para los sistemas de pedaleo, asistencia eléctrica y carga/pasajeros. Tercero, se valida la integridad estructural del diseño propuesto mediante simulaciones por elementos finitos (FEA) en ANSYS, aplicando los casos de carga definidos y realizando análisis estáticos y modales para verificar los criterios de resistencia y rigidez. Cuarto, se genera la ingeniería de detalle completa, incluyendo los planos de fabricación 2D y la ficha técnica del chasis. Se espera como resultado principal un diseño de chasis validado numéricamente, documentado y listo para la etapa de fabricación del prototipo, contribuyendo así con una solución técnica viable al desarrollo de alternativas de movilidad sostenible en la región.
VALIDACION DEL METODO DE CALIBRACION DE MEDIDORES DE VOLUMEN DE GAS PARA EL BANCO GMP25 DE LA CORPORACION CDT DE GAS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-09) MELENDEZ PEREZ, JOSE OLIVEIRO; CHACON VELASCO, JORGE LUIS; QUIROGA MENDEZ, JABID EDUARDO; SANCHEZ ACEVEDO, HELLER GUILLERMO
En el presente proyecto se realizó la validación del banco GMP25 con el objetivo de garantizar la exactitud en los procesos de calibración de la Corporación CDT del gas y cumplir con la NTC-ISO/IEC 17025. Para realizar esta validación se planearon cuatro pruebas: precisión, veracidad, estimación de la incertidumbre, y la evaluación y estudio de factores influyentes. Las pruebas se llevaron a cabo mediante la ejecución y documentación continua de calibraciones que permiten caracterizar, mediante parámetros específicos para cada prueba, el cumplimiento de los requisitos normativos para la correcta validación del banco y su respectiva trazabilidad. Todo este proceso de calibraciones fue apoyado por la Herramienta de Análisis de Datos, diseñada anteriormente por la empresa la cual permite procesar la información de manera eficiente y controlada.
Diseño de un sistema de riego por goteo automatizado para plantaciones de aguacate Hass en la Mesa de los Santos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-17) Cavanzo Ortiz, Juan Sebastián; Guarín Ibáñez, Juan Sebastián; Ríos Díaz, Yennifer Yuliana; Flórez Mera, Juan Pablo; Borrás Pinilla, Carlos; Quiroga Méndez, Jabid Eduardo
Este trabajo presenta el diseño de un sistema de riego automatizado para una parcela de 600 m² con 15 árboles de aguacate Hass en la Mesa de los Santos, Santander. La propuesta integra tres subsistemas —captación y transporte, goteo y distribución, y locomoción— gobernados por un PLC modular con sensores de humedad TDR como variable principal de control. Se priorizó un montaje compacto, de fácil implementación y con aprovechamiento de aguas lluvias como fuente prioritaria. El diseño contempló criterios hidráulicos y estructurales, y se construyó un prototipo a escala para verificación funcional. En el análisis económico se tomó como referencia un costo sectorial de 22,7 millones COP/ha·año, obteniendo para la unidad de estudio un costo anual de 1,01 millones COP. La inversión en automatización ascendió a 38,1 millones COP y, con una producción estimada de 540 kg/año y precios entre 3.500–6.000 COP/kg, el escenario medio arrojó un periodo de recuperación de 26–27 años, lo que limita la viabilidad a pequeña escala.
Diseño del Plan de mantenimiento preventivo de las chalupas pertenecientes a la empresa Transportes San Pablo S.A ubicada en el municipio de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Medina Angarita, Vannia Camila; Borras Pinilla, Carlos; pertuz, alberto davis
Título: Pasantía empresarial: Plan de mantenimiento preventivo de las chalupas pertenecientes a la empresa Transportes San Pablo S.A ubicada en el municipio de Barrancabermeja Autor: Vannia Camila Ribón Angarita Palabras Clave: Mantenimiento, Chalupas, FMECA (Análisis de Modo y Efecto de Falla), auditoría, Gestión de activos, NPR (Número de Prioridad de Riesgo), confiabilidad, órdenes de trabajo, disponibilidad, MTBF (Tiempo Medio entre Fallas). Resumen: El presente proyecto se basa en una pasantía desarrollada que tiene como propósito diseñar un plan de mantenimiento preventivo para las seis (6) embarcaciones menores tipo chalupa operadas por la empresa Transportes San Pablo S.A. en Barrancabermeja. La etapa inicial del proyecto fue la realización de una auditoría y evaluación diagnóstica de la gestión de mantenimiento existente, que reveló deficiencias clave, como la falta de la existencia de documentos como órdenes de servicio formalizadas y la dispersión de la información en documentos no estandarizados. El desarrollo del plan se basó en la aplicación del análisis FMECA (Análisis de Modo y Efecto de Fallas) para identificar y priorizar riesgos en los sistemas principales y los subsistemas de las embarcaciones. Como resultado, se estableció un sistema de gestión bajo la norma ISO 14224, que incluyó la codificación de equipos y la creación de formatos unificados y normalizados para hojas de vida y órdenes de trabajo. Finalmente, se propuso la implementación de las actividades de mantenimiento en un sistema de información (dashboard en la plataforma de Excel) para monitorear indicadores de gestión como la confiabilidad y la disponibilidad, con el objetivo de reducir tiempos de parada y optimizar el uso de los recursos de la flota.
Desarrollo de un banco de pruebas para el estudio de intercambiadores de calor de tubos concéntricos para el laboratorio de sistemas térmicos de la escuela de ingeniería mecánica
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-19) Corzo Serrano, Marlon Jhoell; Fernandez Vargas, Juan Andres; Franco Jacome, Diego Luis; Florez Mera, Juan Pablo; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Silva Ortiz, Pablo Andres
Los intercambiadores de calor son dispositivos fundamentales para comprender los fenómenos físicos que actúan en los procesos de transferencia de energía térmica. Es un equipo diseñado para transferir calor entre dos fluidos a diferente temperatura que entran en contacto entre sí. Se encuentran en variedad de aplicaciones, desde producción de energía en grandes plantas hasta en sistemas de calefacción doméstico. El Laboratorio de Sistema Térmicos de la Escuela de Ingeniería Mecánica es el escenario idóneo donde los estudiantes pueden complementar sus conocimientos teóricos asociados de las ciencias térmicas (Termodinámica y Transferencia de Calor), donde se estudian intercambiadores de calor. Para apoyar el proceso de formación de los estudiantes de ingeniería mecánica, así como de afianzar los conocimientos aprendidos en el curso de transferencia de calor, se construyó un banco de pruebas donde se pueda estudiar el fenómeno de intercambio de calor mediante intercambiadores de tubos concéntricos. Este proyecto de investigación desarrolló la construcción de un banco de pruebas a partir de recursos y equipos disponibles en el laboratorio. El banco permite variar caudal y condiciones de flujo, usando como fluidos de trabajo agua a una temperatura controlada y refrigerante proveniente de un ciclo por compresión. Se realizó un diseño experimental de 24 combinaciones para evaluar el desempeño del banco y se elaboró un modelo matemático usando lenguaje Python para el análisis de la diferencia media logarítmica de temperatura (LMTD) la efectividad - NTU.
Diseño de un prototipo de turbina eólica de eje vertical tipo Savonius
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-19) Motta Merchan, Jesus Andres; Valderrama Arenales, Andres Felipe; Martinez, Manuel de Jesus; Parada Marin, Jose Antonio; Florez Mera, Juan Pablo; Botero Bolivar, Laura
El presente proyecto tiene como objetivo diseñar una turbina eólica tipo Savonius de baja potencia a través de la caracterización de 3 rotores, evaluando su factibilidad para la generación eléctrica en Zonas No Interconectadas (ZNI) de Colombia. Estas regiones, que cubren el 52 % del territorio nacional, dependen en gran medida de plantas termoeléctricas a diésel, lo que incrementa los costos y las emisiones de carbono. La metodología se desarrolló en tres etapas: (1) revisión bibliográfica para la selección de tres configuraciones geométricas —rotor de 45°, rotor de 90° y perfil bioinspirado koi fish—; (2) diseño y construcción de un banco de pruebas acoplado a un túnel de viento TA300/300C; y (3) análisis estadístico de los datos obtenidos para determinar el coeficiente de potencia (Cp) y la potencia generada. Los resultados mostraron que el rotor koi fish presentó el mejor desempeño, con un Cp máximo de 0.05356 y una potencia de 0.441 W, superando en más del 10 % a las demás configuraciones. El diseño escalado proyecta una generación de hasta 5 W a 6 [m/s], confirmando que la turbina Savonius bioinspirada constituye una alternativa viable y sostenible para fortalecer la autonomía energética en zonas no interconectadas.
Propuesta de modelo de plan estratégico de la gestión de activos para la División de Mantenimiento Tecnológico de la Universidad Industrial de Santander basados en la norma ISO 55000
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Lizarazo Laguado, María José; Hernández Serrano, Angie Catalina; Borras Pinilla, Carlos.; Cuervo Velásquez, Paula Andrea; Pertuz Comas, Alberto David
El proyecto se desarrolló en el marco de la gestión de activos como disciplina que alinea propósito institucional, organización del trabajo, procesos y decisiones a lo largo del ciclo de vida, según los principios de la familia ISO 55000/55001. En la DMT se caracterizaron misión, visión, estructura funcional y procedimientos vigentes (correctivo, preventivo, metrología; concepto de compra y baja), con el fin de entender cómo la operación cotidiana se vincula con la trazabilidad y la calidad técnica. Con esa base se aplicó una matriz cualitativa de madurez alineada con ISO 55001, que ubicó la gestión en un nivel definido: fortaleza en operación y control; oportunidades en planificación basada en restricciones reales, evaluación del desempeño e instalación de un ciclo sistemático de mejora. A partir del diagnóstico se estructuraron lineamientos y planes de mantenimiento por tipo de equipo con reglas comunes (tareas rutinarias, por condición y de parada; frecuencias con criterios de ajuste; criterios de intervención y de aceptación; consideraciones de seguridad y registros), y se documentaron barreras y restricciones (variabilidad en cierres técnicos, heterogeneidad de formatos, ausencia de catálogos compartidos y dependencias logísticas). En consecuencia, se propusieron oportunidades de bajo riesgo y alto impacto: acompañar la incorporación de activos desde la recepción hasta la puesta en servicio con criterios de aceptación y registro inicial completo; definir estándares de modos de falla y listas controladas en los formatos para asegurar un lenguaje común; y estructurar una base de AMEF como referencia operativa. Finalmente, se planteó una hoja de ruta escalonada (corto, mediano y largo plazo) con entregables, criterios de aceptación y responsables, que permite sostener la operación mientras prepara condiciones para decisiones por condición y para una mejora consistente basada en evidencia.
Diseño y construcción de un prototipo de hidro ala basculante para el aprovechamiento de la energía hidráulica fluvial
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-13) Agudelo Sepúlveda, Santiago; Silva Ortega, Henry Mauricio; Pinto Hernández, William; Botero Bolivar, Laura; Chacón Velasco, Jorge Luis
La generación de energía es uno de los principales temas a abordar cuando se piensa en el desarrollo de actividades y procesos para abaratar costos tanto en empresas, industrias, microempresas y propiedades privadas. Para esto se suelen utilizar recursos que son de fácil acceso y en lo posible puedan reutilizarse para alcanzar a aprovechar la totalidad de este; uno de estos recursos es el agua, que representa una cantidad finita pero abismal que se establece como uno de los sustentos para la vida en el planeta y el combustible para muchos procesos que se llevan a cabo. Debido a la importancia del agua en el desarrollo de la vida en general alrededor del planeta, se planteó una alternativa que respete y no contamine este recurso y que también invada lo menos posible al ecosistema y comunidades que conviven en este medio. Por lo que se estableció el diseño un sistema de generación de energía hidráulica fluvial, por medio de una hidroala que realiza un movimiento basculante gracias a la corriente del río donde se implemente esta alternativa, basándose en la finalidad de las boyas de mar alimentadas gracias a la energía mareomotriz. En aras de evaluar su viabilidad energética se realizó la construcción de un prototipo a Escala 1:5, para su simulación en el banco de canales abiertos.
Desarrollo de un Prototipo de Aplicativo Móvil para el Control de Inventario de Herramientas Especiales en el Taller de Servicio Posventa de un Concesionario Automotriz
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-14) Basto Sierra, Brayan Steven; Oviedo Esteban, Victor Mauricio; Gonzalez Jaimes, Isnardo; Rios Diaz, Yennifer Yuliana; Chacon Velasco, Jorge Luis
Título: Desarrollo de un Prototipo de Aplicativo Móvil para el Control de Inventario de Herramientas Especiales en el Taller de Servicio Posventa de un Concesionario Automotriz* Autor: Brayan Steven Basto Sierra y Victor Mauricio Oviedo Esteban** Palabras clave: aplicativo móvil, inventario, herramientas especiales, taller automotriz, posventa. Descripción El presente trabajo de grado tuvo como objetivo desarrollar un prototipo de aplicativo móvil para el control y gestión del inventario de herramientas y equipos especiales en el taller de servicio posventa de un concesionario automotriz en Bucaramanga. La investigación se estructuró en cuatro etapas: identificación y clasificación de herramientas según criterios de criticidad; diseño de un registro digital con información de clase, cantidad, ubicación y estado; desarrollo del prototipo mediante el uso de interfaces en Figma, programación en Kotlin asistida por inteligencia artificial (Cursor) y bases de datos en Firebase; y finalmente, pruebas de validación en el concesionario Kia Grecco Motors. El aplicativo, denominado BRAVIC, permite a los técnicos registrar préstamos y devoluciones de herramientas, reportar su estado y generar alertas; mientras que el jefe de taller accede a funciones de supervisión, inventario, gestión de usuarios y reportes estadísticos. Tras una prueba piloto de tres días, el sistema fue calificado positivamente por técnicos y jefe de taller, destacándose su utilidad para la trazabilidad, la reducción de pérdidas y la mejora en la eficiencia operativa. Se concluyó que la herramienta tecnológica desarrollada constituye una solución factible para optimizar la gestión de inventarios de herramientas especiales en talleres automotrices.
Diseño y Construcción de una Tostadora de Café a Leña para la Comunidad Rural no Interconectada de la Vereda Suacía
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-18) Siza Dueñas, Miguel Angel; Puerto puerto, Carlos Alexis; Florez Mera, Juan Pablo; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo; Gonzalez Estrada, Octavio Andres; Rueda Ordoñez, Yesid Javier
Este proyecto se desarrolla el diseño y construcción de una tostadora de café con capacidad de 2 kg, pensada principalmente para comunidades rurales donde el acceso a servicios públicos es limitado especialmente la energía eléctrica. Como punto de partida, se realizó una revisión bibliográfica que permitió definir los parámetros de tiempo y temperatura necesarios para lograr un tostado adecuado de 2 kilogramos de café. La máquina emplea la leña de encenillo como fuente de energía en la cámara de combustión y cuenta con un sistema de transmisión mecánica mediante cadena y sprockets, similar al de una bicicleta, que se encarga de hacer girar el tambor. Para el diseño se tuvieron en cuenta los principios de transferencia de calor entre las cámaras de combustión y cocción, lo que permitió calcular el consumo de leña y establecer las dimensiones mínimas de la cámara de cocción. Asimismo, se consideraron criterios de resistencia de materiales y selección de componentes mecánicos. Como resultado, se obtuvo una máquina funcional, validada a través de pruebas de tostado, capaz de realizar el proceso de manera controlada, eficiente y accesible, reduciendo el tiempo de tostado y la exposición al calor de la persona que lo realiza.
Diseño e implementación de un plan de mantenimiento para los equipos del laboratorio de máquinas térmicas alternativas (L.M.T.A.) de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-13) Ruiz Amarillo, Iván Fernando; CHACÓN VELASCO, JORGE LUIS; PERTUZ COMAS, ALBERTO DAVID; MARTINEZ PALMETH, LUIS HUMBERTO
El proyecto de grado está orientado al desarrollo e implementación de un plan de mantenimiento preventivo aplicable a los equipos del laboratorio de máquinas térmicas alternativas (MTA) de la escuela de ingeniería mecánica, en la Universidad Industrial de Santander. Actualmente, el laboratorio evidencia una notable falta de procedimientos sistematizados para la gestión del mantenimiento, lo que conlleva diversas limitaciones y riesgos significativos: se incrementan las posibilidades de fallos inesperados, se disminuye la vida útil de la maquinaria y se impacta negativamente la calidad de la enseñanza práctica ofrecida en este espacio académico. Además, se pone en riesgo la seguridad tanto de los usuarios del laboratorio como del personal encargado del mantenimiento. Para abordar estos desafíos, el proyecto adopta una metodología que combina enfoques de investigación tanto cualitativos como cuantitativos. Este enfoque permite un diagnóstico preciso de la situación actual, identificando puntos críticos y áreas de mejora. Entre las estrategias propuestas, destaca el desarrollo de una base de datos relacional empleando MySQL, la cual establece buenas prácticas para la recolección, organización y análisis de datos de confiabilidad y mantenimiento de equipos. Esto asegura que la información recabada sea homogénea, confiable y útil para la toma de decisiones estratégicas sobre el mantenimiento. Asimismo, se prevé la creación de herramientas digitales mediante hojas de cálculo avanzadas en Excel, enfocadas en la gestión de actividades de mantenimiento, control de insumos, seguimiento de tareas asignadas y registro del historial de intervenciones. Estas herramientas facilitan la trazabilidad y la transparencia operativa, permitiendo identificar tendencias y optimizar recursos en tiempo real. Los objetivos específicos del proyecto incluyen: la actualización del inventario de equipos, la evaluación de la criticidad de los diferentes componentes mediante matrices cualitativas (priorizando aquellos más susceptibles a fallos), y la implementación de un sistema de información robusto para registrar y consultar el historial de mantenimiento. El proyecto de grado está orientado al desarrollo e implementación de un plan de mantenimiento preventivo y proactivo, optimizando el rendimiento y la disponibilidad de los equipos del laboratorio, minimizando riesgos, y elevando la calidad de los procesos de aprendizaje y experimentación académica.
DESARROLLO DE UN BANCO DE LABORATORIO PARA EL ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA CONVECCIÓN NATURAL EN CILINDROS VERTICALES Y HORIZONTALES
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-12) Solano Rondon, Ronald Eduardo; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Martinez, Manuel de Jesús; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo
Dentro del presente proyecto se desarrolló un banco experimental para el estudio de la transferencia de calor por convección natural en cilindros, comparando su comportamiento en orientación vertical y horizontal. El diseño incluyó un sistema de calentamiento con resistencia eléctrica, sensores de temperatura y un control PID implementado en Arduino, lo que permitió obtener datos confiables y cercanos a los valores teóricos. A partir de las pruebas realizadas se analizaron dos etapas fundamentales: el estado transitorio, correspondiente al proceso de calentamiento inicial, y el estado estacionario, cuando el sistema alcanza el equilibrio térmico. En ambos casos se evaluó el tiempo de respuesta, la potencia generada y la temperatura superficial del cilindro, para finalmente determinar el coeficiente de convección h mediante correlaciones de Nusselt. Los resultados muestran que, aunque la diferencia es mínima, la orientación horizontal presenta un valor ligeramente mayor de transferencia de calor en comparación con la vertical, validando así la pertinencia del diseño experimental y proporcionando una herramienta útil para el análisis y la enseñanza de este fenómeno.
Diseño en detalle y simulación de un sistema de refrigeración por compresión de vapor para el enfriamiento del mosto en la fabricación de cerveza artesanal.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-12) Villamizar Santa, Wilson Andrés; Basto Arenas, Daniel Francisco; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Amariz Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Díaz, David Alfredo
La elaboración de cerveza artesanal ha crecido significativamente, impulsando la necesidad de mejorar técnicas tradicionales mediante soluciones de ingeniería. Entre las etapas clave del proceso, el enfriamiento del mosto después del hervido es crucial para evitar problemas como la contaminación bacteriana, la formación de dimetilsulfuro (DMS) y la alteración del perfil sensorial del producto. Este proyecto tiene como objetivo diseñar un sistema de refrigeración por compresión de vapor para reducir el tiempo de enfriamiento del mosto en lotes de 20 litros, comunes en la producción artesanal. Tras el análisis de alternativas, se eligió un sistema que implementa como herramienta de transferencia de calor, un evaporador en forma de serpentín sumergido directamente en el mosto caliente. Se desarrolló un modelo termodinámico considerando parámetros asociados a las condiciones iniciales del mosto y un tiempo objetivo de enfriamiento. Posteriormente se realizó un proceso iterativo en el cual se realizó la simulación mediante herramientas informáticas para obtener los datos que permitieron el dimensionamiento y selección de los subsistemas encargados de cumplir con el requerimiento de la capacidad de enfriamiento. Finalmente, se efectuó un análisis técnico-económico que respalda la viabilidad de implementación del sistema propuesto en contextos reales y confirma que este proyecto representa una inversión estratégica para productores a pequeña escala. los resultados obtenidos validan la pertinencia del diseño propuesto, evidencian su aplicabilidad en la elaboración de cerveza artesanal y demuestran que es posible mejorar el proceso de enfriamiento del mosto mediante un sistema de refrigeración por compresión de vapor. Este diseño busca minimizar los riesgos asociados al proceso térmico, conservar la calidad del producto final y ofrecer una solución práctica y adaptable para los maestros cerveceros.
Caracterización mecánica del biomaterial PEEK con fibra de carbono para aplicación médica en el diseño de prótesis articular ATM
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-18) Macías Rincón, Yeison Stiven; González Estrada, Octavio Andrés; Mejía Rodríguez, Manuel Alejandro; Villegas Bermudez, Diego Fernando; Sanchez Acevedo, Heller Guillermo
Los materiales tradicionalmente usados en prótesis para la articulación temporomandibular (ATM), como el Ti-6Al-4V o cobalto-cromo tienen problemas como liberación de partículas, osteólisis y el blindaje óseo. En este contexto, el polieteretercetona reforzado con fibra de carbono (CFR-PEEK) es una alternativa prometedora como biomaterial en el diseño de este tipo de prótesis. Por tal razón el objetivo de esta investigación fue caracterizar este material mediante pruebas de compresión y flexión bajo normativas ASTM, para compararlo con la aleación de titanio y determinar qué tan viable es el CFR-PEEK en aplicaciones médicas. El análisis de normas llevo a seleccionar la ASTM D790 (flexión en 3 puntos) y ASTM D695 (compresión) como las más adecuadas para caracterizar este material, se fabricaron probetas estandarizadas y se ensayaron en una prensa MTS, registrado curvas de carga-desplazamiento y esfuerzo-deformación. Identificando que para flexión el material presentó un comportamiento elástico lineal en la zona inicial, con una fractura progresiva con microgrietas, alcanzando cargas máximas de 468,7 N, esfuerzo de 527,8 Mpa y un módulo en flexión de 92,1 Gpa. En compresión se identificó la falla por presencia y propagación de grietas diagonales, obteniendo una resistencia máxima de 174 Mpa, módulo de elasticidad de 6,55 Gpa al someter las muestras a cargas máximas de 22 KN. Aunque las propiedades mecánicas del Ti-6Al-4V son superiores, se demostró que la rigidez y resistencia del CFR-PEEK son similares al hueso cortical, reduciendo el blindaje óseo y mejorando su compatibilidad. Respaldando la viabilidad de usarlo como material alternativo en prótesis de ATM, aportando una metodología estandarizada y datos experimentales relevantes para la comprensión de nuevos biomateriales.
ESTRUCTURAR LOS LINEAMIENTOS PARA LA REALIZACIÓN DE LA NORMA DE ENSAYO DE FATIGA MULTIAXIAL
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-13) BEDOYA ARIZA, GERMAN ANDRES; CAMARGO ARIAS, NICOLAY DAVID; PERTUZ COMAS, ALBERTO DAVID; PEREZ RUIZ, JOSE DAVID; JAIMES ROLON, RICARDO ALFONSO
La presente propuesta se enfocará en dar a conocer las distintas reglas de utilización de la máquina objeto de patente, por la Universidad Industrial de Santander, enfocando en principio su desempeño con base en las normas técnicas colombianas “Icontec”. La propuesta de estandarización permitirá a la Escuela de Ingeniería mecánica abrir un campo importante para la investigación de las propiedades mecánicas de múltiples materiales mediante el ensayo de fatiga multiaxial. Teniendo en cuenta este contexto, se contribuirá positivamente a la mejora de condiciones investigativas para la búsqueda de nuevos materiales que son de alta demanda en el campo ingenieril que satisfagan las necesidades de diseño en industrias como la aeronáutica, automotriz, entre otras; A su vez se desea cumplir con los parámetros requeridos por norma Icontec para la implementación de ensayos de fatiga multiaxial creando puntos de equilibrio entre las ambiciones tecnológicas en el mundo de los materiales y las necesidades inmediatas, esto haciendo referencia a un ambiente de desarrollo ingenieril sostenible, que fortalezca escenarios de investigación progresivos, pero a su vez amigables con las condiciones ambientales, económicas y sociales.
Diseño y evaluación de una torre de enfriamiento para mejorar el proceso de producción de madera plástica en Madecoplas S.A.S
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-11) Nossa Rivera, Daniel Camilo; Torres Duarte, Tania Isabel; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Castellanos Olarte, Javier Mauricio; Florez Mera, Juan Pablo; Martinez, Manuel de Jesús
Este proyecto se desarrolló en la empresa Madecoplas S.A.S., ubicada en Socorro, Santander, con el objetivo de diseñar e implementar una torre de enfriamiento que permita recircular el agua utilizada en el proceso de producción de madera plástica, específicamente en la etapa de refrigeración de los moldes. Este sistema busca optimizar el uso del recurso hídrico y mejorar la eficiencia del proceso productivo, reduciendo el impacto ambiental asociado al consumo de agua y energía. La metodología empleada consistió, en primer lugar, en la recolección y análisis de datos tanto del entorno ambiental como del proceso de producción. Posteriormente, se seleccionó el diseño conceptual más adecuado para las condiciones de operación de la empresa. A partir de ello, se elaboraron los planos estructurales, se realizó la selección de equipos como bombas, ventiladores y tuberías, y finalmente se llevó a cabo la construcción y puesta en marcha del sistema. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, ya que se logró reducir los precios de operación, disminuyendo el consumo energético y estabilizando la temperatura del agua de enfriamiento. Además, la torre de enfriamiento cumplió con los requerimientos de diseño y funcionamiento, permitiendo que los operarios realizaran el desmoldeo de forma más rápida y segura. Como conclusión, este proyecto permitió optimizar el proceso de producción, reducir los costos operativos y minimizar los tiempos de desmoldeo, cumpliendo con los objetivos planteados por la empresa y demostrando la viabilidad técnica y ambiental del sistema propuesto.
Brazo robótico articulado de 4DOF para clasificación de objetos con segmentación de color y cinemática inversa
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-12) Cáceres Gómez, Carlos Felipe; Jaimes Martínez, Angel Miguel; Borras Pinilla, Carlos; Esteban Villegas, Helio Sneyder; Rios Diaz, Yennifer Yuliana; Meneses Florez, Jorge Enrique
Este trabajo presenta el desarrollo de un banco de laboratorio con la capacidad de simular el proceso de clasificar frutos según su grado de maduración. El banco integra un brazo robótico de 4 DOF, una cámara de teléfono móvil, módulos de transporte y recolección, y una unidad central de control que coordina el proceso. La visión artificial, implementada en Python con OpenCV, utiliza transformación de perspectiva, segmentación en el espacio HSV y el algoritmo watershed para identificar el color y la posición de cada fruto, clasificándolos en maduros, inmaduros o en transición según la proporción de píxeles rojos y verdes. El control del brazo se basó en modelos de cinemática directa e inversa, resolviendo redundancias y bloqueos, mientras que la comunicación con el robot se realizó mediante el protocolo HTTP por medio de comandos JSON. En las pruebas realizadas, el banco demostró ser capaz de clasificar con efectividad y eficiencia bajo condiciones de iluminación variable, logrando una efectividad de clasificación del 98.43% a una velocidad de 5,8 segundos por objeto clasificado, además, el banco se puso a prueba en otros contextos como el proceso de rectificar frutos, demostrando la capacidad del banco para adaptarse a diferentes contextos y nuevos experimentos.
Diseño de una estrategia de mantenimiento preventivo mediante AMEF para una flota intermunicipal de SOTRAMAGDALENA S.A.S
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Mantilla Villamizar, Cesar Alberto; Romero Suarez, German Orlando; Villegas Bermúdez, Diego Fernando; Borras Pinilla, Carlos; Bohorquez Becerra, Oscar Rodolfo
El presente proyecto tiene como objetivo principal diseñar una estrategia de mantenimiento preventivo para la flota de transporte intermunicipal de SOTRAMAGDALENA S.A.S, fundamentada en la metodología de Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF). Con ello se busca optimizar la planificación del mantenimiento, mejorar la seguridad vial y aumentar la eficiencia operativa de la empresa. Durante el desarrollo se recopilaron los registros históricos de la flota y se aplicó el AMEF para identificar los componentes críticos y sus posibles modos de falla. A partir de este análisis se diseñaron rutinas de mantenimiento preventivo ajustadas a las condiciones de operación y a los intervalos de kilometraje o tiempo establecidos. También se elaboró un formato de seguimiento y trazabilidad para facilitar el control de las tareas ejecutadas y fortalecer la gestión de mantenimiento. Finalmente, mediante indicadores y un plan piloto en un grupo de vehículos seleccionados, se evaluó la viabilidad de la estrategia. Los resultados demostraron una reducción de fallas no programadas, mayor disponibilidad de la flota y un uso más eficiente de los recursos, confirmando la utilidad de la metodología en el transporte intermunicipal.
DESARROLLO DE UN PROTOTIPO A ESCALA DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA CAFÉ: INTEGRACIÓN DE DESPUPADO Y LAVADO EN UN DISEÑO EFICIENTE.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-08) MATEUS QUITIAN, JONATHAN; BARAJAS SANABRIA, ANDERSON JULIAN; GONZALEZ JAIMES, ISNARDO; PINTO HERNANDEZ, WILLIAM; BOHORQUEZ BECERRA, OSCAR
El presente proyecto de grado tiene como propósito el diseño, construcción y evaluación de un prototipo a escala de una planta de tratamiento para café, específicamente orientado a integrar los procesos de despulpado y lavado en un solo sistema modular eficiente. Esta propuesta busca responder a las necesidades de pequeños caficultores ubicados en zonas rurales de Colombia, donde el acceso a equipos industriales es limitado y el proceso tradicional requiere un uso intensivo de mano de obra, tiempo y recursos hídricos. La metodología empleada incluye la caracterización física y las características químicas del café, el análisis de las etapas tradicionales del beneficio húmedo, y el diseño conceptual y detallado de una máquina multifuncional basada en principios de la ingeniería mecánica. La solución propuesta tiene una capacidad operativa estimada entre 280 y 350 kg/h, integra sistemas de alimentación, despulpado por tambor, lavado a presión y recirculación de agua, y permite su operación mediante un motor monofásico y la distribución de agua con ayuda de una motobomba. Las pruebas de funcionamiento y calidad confirmaron que el prototipo cumple con los requisitos técnicos establecidos, especialmente en cuanto a eficiencia del despulpado, ahorro de agua y facilidad de transporte. Finalmente, la evaluación económica sugiere que este sistema ofrece una alternativa viable y sostenible para aumentar la productividad y calidad en fincas de pequeña escala, aportando al desarrollo del sector caficultor colombiano.

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