Ingeniería Mecánica

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    Diseño y construcción de un prototipo de un vehículo de tres ruedas con tracción híbrida como alternativa de movilidad en el área metropolitana de Bucaramanga.
    (Universidad Industrial de Santander, 0024-05-23) Cadena Ardila, Michael Alexander; Villamizar Guerrero, Yelitza Juliana; Ricardo Alfonso Jaimes Rolon; Diego Fernando Villegas Bermudez; William Pinto Hernandez
    Debido al aumento en la cantidad de vehículos automotores presentes en el departamento de Santander, concretamente en el área metropolitana de Bucaramanga es necesario buscar alternativas que ayuden a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al ambiente, debido a esto se plantea el siguiente diseño de una trike hibrida como alternativa de movilidad. Para el diseño de esta propuesta se han tenido en cuenta parámetros incidentes como la antropometría promedio de los residentes de la localidad, la autonomía del vehículo, el uso de un motor eléctrico como apoyo para recorrer largas distancias, los diferentes tipos de dirección existentes, una estructura resistente y fácil de manufacturar, priorizando un diseño ergonómico y cómodo para el usuario. Finalmente se procede con la selección de los componentes y los tipos de configuración deseados, posteriormente se procede con la creación de un prototipo que permita caracterizar la funcionabilidad del diseño.
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    ESTUDIO AERODINAMICO DE TRES ALTERNATIVAS DE CARROCERIA PARA UN VEHICULO ELECTRICO UTILITARIO DE TRES RUEDAS MONOPLAZA
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Gomez Coneo, Angelica Melissa; Nieto Gomez David Fernando; Quiroga Mendez Jabib Eduardo; Pinto Hernandez William; Martinez Manuel del Jesús; Sanchez Acevedo Heller Guillermo
    La tesis tiene como objetivo principal simular carrocería de vehículo eléctrico. de utilitario de tres ruedas y un asiento, con el propósito de reducir el consumo de potencia debido a la resistencia al aire. Esto tiene como objetivo apoyar el compromiso de la UIS de promover y adaptar el uso de energías limpias para impulsar la movilidad sostenible y proteger el medio ambiente. En primer lugar, se busca simular la CE1 del vehículo eléctrico, que debe incluir tracción trasera, una distancia entre ejes de 1400 mm y cumplir con la velocidad máxima establecida por el código nacional de tránsito terrestre, Además, se busca analizar el rendimiento aerodinámico de tres diseños distintos para un vehículo utilitario de carga de tres ruedas. El objetivo es examinar la interacción entre el flujo de aire y la estructura del vehículo, con el fin de identificar posibles mejoras en la eficiencia aerodinámica y, en consecuencia, reducir el consumo de energía. Finalmente, se llevará a cabo un análisis aerodinámico utilizando el software de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) ANSYS. Este análisis permitirá obtener información detallada sobre el flujo de aire alrededor del vehículo y determinar las áreas de mayor resistencia aerodinámica. Con esta información, se buscará optimizar el diseño de la carroceria para maximizar el aprovechamiento de la potencia y buscará alcanzar una disminución sustancial en el consumo de energía. Debido a la resistencia al aire. En resumen, se presenta la simulación de la carrocería de vehículo eléctrico. utilitario de tres ruedas, con el objetivo de reducir el consumo de potencia debido a la resistencia al aire. Se plantean objetivos específicos que incluyen el diseño de la carroceria, la evaluación del comportamiento aerodinámico y el análisis detallado utilizando el software de CFD. El resultado final será un diseño optimizado que contribuya a la movilidad sostenible y al cuidado del medio ambiente.
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    Predicción del crecimiento de un cultivo de Coffea arabica por medio de inteligencia artificial para la agricultura de precisión implementado en el dispositivo Farmbot
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Sánchez Restrepo, Hernán David; González Estrada, Octavio Andrés; Hernández Salazar, Cristian Andrés; Fuentes Diaz, David Alfredo; Rios Diaz, Yennifer Yuliana
    La automatización es el futuro y el objetivo en todos los ámbitos de ingeniería, y los cultivos agrícolas no son ajenos al mismo. Por ello, desde tiempo atrás, se ha estado desarrollando la agricultura de precisión; uno de sus retos es la segmentación de imágenes, ya que para tener un monitoreo permanente es necesario la limpieza y clasificación de las imágenes proporcionadas por la sensórica que supervisa al cultivo. Esta investigación propone una metodología para la segmentación de la planta de coffea arabica. Las imágenes utilizadas provienen de un conjunto de datos creado en un proyecto anterior con la ayuda de un dispositivo Farmbot. Se desarrolló una red neuronal utilizando aprendizaje profundo con el modelo U2-Net. Se introdujo una base de datos de 5427 imágenes en la que la planta de café está rodeada de vegetación y maleza. Estos elementos se presentan como objetos destacados que dificultan la segmentación, ya que se interpretan como ruido al procesar las imágenes. Sin embargo, esta característica también fortalece la red neuronal, ya que desarrolla la capacidad de distinguir entre la vegetación común y la planta de coffea arabica. Los resultados de la segmentación muestran una precisión del 67%. Con los datos obtenidos por las imágenes segmentadas y las condiciones de su entorno, se realizó una predicción del crecimiento de las plantas, obteniendo una función del crecimiento muy similar a la real.
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    Diseño y Construcción de un Prototipo a Escala de Laboratorio de un Sistema de Aire Acondicionado Agua-Aire
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Amado Velandia, Alexon Sneider; Millan Barajas, Jose Alejandro; Fuentes Diaz, David Alfredo; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Amaris Castillo, Carlos Fidel
    El proyecto se enfoca en el diseño y construcción de un modelo educativo de aire acondicionado que utiliza celdas Peltier para generar frío. El enfriamiento se lleva a cabo utilizando un sistema de agua-aire, el cual es regulado por dos termostatos para un control preciso de la temperatura. El sistema aire-aire comprende una unidad de frío, un ducto de ventilación y otro de retorno, conectados a dos espacios que se desean acondicionar. Mientras que el sistema agua-aire incluye una unidad de enfriamiento, una bomba de agua y distribución de frío mediante tubos de agua hacia unidades encargadas de distribuir el frío a dos espacios a acondicionar. Para evaluar el rendimiento del sistema, se simulan cargas térmicas como bombillos incandescentes y filtración de aire. Se emplean cinco termohigrómetros para recopilar datos sobre la temperatura y la humedad en los diferentes espacios.
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    Implementación Y Construcción De Un Viscosímetro Aplicado Al Estudio Del Comportamiento De La Viscosidad Cinemática De Aceites Lubricantes SAE (20W 50, 10W 40, 5W 40).
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Coronel Villareal, Jesus Manuel; Muñoz España, Pamela Cristina; Borrás Pinilla, Carlos; Esteban Villegas, Helio Sneyder; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Florez Mera, Juan Pablo
    La integración de sistemas informáticos y electrónicos en el viscosímetro demuestra la importancia de la interdisciplinariedad en la ingeniería, donde el conocimiento en programación y electrónica complementa la ingeniería mecánica para desarrollar soluciones tecnológicas. Se llevó a cabo la implementación y construcción de un viscosímetro utilizando tecnología de impresión 3D, lo que permitió la fabricación de componentes personalizados de manera eficiente y económica. Este viscosímetro incorpora un sistema informático y electrónico basado en un código C++ para el control, se realizaron pruebas de confiabilidad utilizando tres tipos de aceites lubricantes comunes: SAE 20W 50, 10W 40 y 5W 40. Estos aceites lubricantes son utilizados en la industria automotriz y posen diferentes viscosidades a una temperatura de 40°C, lo que los convierte en candidatos ideales para evaluar la precisión y confiabilidad del viscosímetro. Los resultados de las pruebas revelaron que el viscosímetro diseñado presentaba una variación en los valores de viscosidad medida entre el 1% y el 5% en comparación con los valores obtenidos utilizando un equipo normalizado conforme a la norma ASTM D445. Esta variación en los resultados estuvo influenciada por el tipo específico de aceite lubricante utilizado, ya que cada uno de ellos tiene propiedades viscosas distintas que pueden afectar la medición.
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    Diseño y construcción de un prototipo de plataforma móvil funcional para la adecuación de sistemas relacionados al cultivo de tomates en invernadero.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Avila Perez, Andrea Katherine; Jimenez Herrera, Jader Yesid; Fuentes Díaz David Alfredo; Ríos Díaz Yennifer Yuliana; Quiroga Mendez Jabid Eduardo; Jaimes Rolon Ricardo Alfonso
    El Presente trabajo de investigación se centra en el diseño y construcción de un prototipo de plataforma móvil funcional con distintas funciones de movilidad para la adecuación de sistemas relacionados al cultivo de tomates en invernadero. Este proyecto, surge como respuesta a la creciente importancia de la tecnología en los procesos de agricultura moderna en Colombia. La implementación de este prototipo tiene como objetivo principal mejorar la gestión de recursos, facilitar la monitorización del cultivo y automatizar tareas específicas, contribuyendo al progreso sostenible de la agricultura en entornos controlados. Este estudio no abarca solamente los aspectos entorno a la ingeniería mecánica y electrónica asociados a la movilidad de la plataforma, sino que también busca fomentar la integración de tecnologías avanzadas para la gestión inteligente de un sistema agrícola, en este caso un cultivo de tomates de invernadero. Este proyecto representa un paso significativo hacia la agricultura de precisión y sostenible, destacando la importancia de la innovación tecnológica en la optimización de los procesos agrícolas específicos.
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    Optimización topológica de perfil NACA 0015 a través de los algoritmos de temple simulado, SKO (Soft Kill Option) y CAO (Computer Aided Optimization) para implementación en turbinas de eje vertical de uso residencial
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Parada Marin, Jose Antonio; Martínez, Manuel del Jesús; Fuente Manrique, Omar Andres; Meneses Florez, Jorge Enrique; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo
    En esta investigación, se empleó el perfil NACA0015 junto con tres algoritmos enfocados en la optimización. El primero es el algoritmo de recocido simulado, imita el enfriamiento lento de los metales. El segundo es el algoritmo CAO, el cual simula la expansión o refuerzo de zonas con concentradores de esfuerzo en árboles. Por último, el algoritmo SKO busca mejorar la distribución de cargas en estructuras ingenieriles mediante la modificación selectiva de propiedades mecánicas, imitando así el proceso de mineralización adaptativa observado en los huesos. Estos algoritmos se aplicaron en dos fases de optimización. En la primera fase, conocida como optimización de silueta, el propósito fue mejorar la relación promedio entre la fuerza de sustentación y el arrastre en un rango predefinido de ángulos de ataque. Para ello, se utilizó una conexión de PYTHON y XFOIL para implementar la parametrización de perfiles PARSEC. Esta técnica otorga mayor flexibilidad y control sobre la generación de nuevos perfiles mediante modificaciones geométricas, al combinarla con el algoritmo de recocido simulado, se logró una búsqueda eficaz dentro de un amplio dominio de nuevos perfiles. En la segunda fase, se llevó acabó una optimización topológica con APDL de ANSYS con el objetivo de reducir la masa e inercia en los alabes de las turbinas para conseguir un mejor arranque y operación. Los resultados arrojaron una mejora del 14% en el rendimiento aerodinámico del perfil original y una reducción del 31% del área total, una relación similar al optimizador topológico incorporado en el Workbench de ANSYS. Además, el esfuerzo de Von Mises que se obtuvo fue de 3.7 [MPa] con los algoritmos y con el optimizador de Ansys fue de 3.6 [MPa], valores cercanos e inferiores al permisible (49 [MPa]).
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    Evaluación de Recubrimientos de Perovskita Mediante el Uso de Inteligencia Artificial Para Mejorar la Eficiencia de Celdas Solares
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) Sierra Villegas, Juan Diego; González Estrada, Octavio Andrés; Hernández Salazar, Cristian Andrés; Pinto Hernández, William; Pertuz Comas, Alberto David
    Las celdas solares de perovskita son de gran interés por sus propiedades fotoeléctricas. En este trabajo se entrenaron 5 diferentes modelos de aprendizaje automático (LSTM, bosques aleatorios, SVM, gradient boosting y XGBoost) en lenguaje Python con un conjunto de datos de entrada categóricos referentes a la fabricación de celdas de perovskitas, como lo son los materiales de las capas de transporte de huecos y de electrones, la perovskita fotovoltaica usada y su proceso de deposición, material contacto electrónico trasero, anti-solvente y solución precursora, para llevar a cabo tareas de regresión con la eficiencia de las celdas como variable objetivo . Luego de la evaluación de los modelos, se identificó el modelo de bosques aleatorios como el más apropiado entre los estudiados debido su capacidad de ajuste a los datos reales y su tiempo. Con este modelo se logró una caracterización satisfactoria de celdas solares de perovskita según su eficiencia de conversión energética teniendo datos de sus parámetros de fabricación, pero con resultados deficientes en la obtención de las mejores combinaciones de parámetros para maximizar dicha eficiencia. Se aconseja llevar a cabo nuevos estudios con diferentes enfoques para obtener modelos capaces de cumplir con esta tarea de forma eficaz.
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    Estudio de la dinámica en rotores flexibles isotrópicos con soportes que presentan un comportamiento anisotrópico por medio de la modelación numérica.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) Beleño Guillen, Darwin; Ruiz Rodríguez, Ricardo Antonio; Sanchez Acevedo, Heller Guillermo; Borras Pinilla,Carlos; Quiroga Mendez, Jabid Eduardo
    En este trabajo de fin de carrera de ingeniería mecánica se propone modelar mediante elementos finitos (FEM) la dinámica de rotores flexibles soportados sobre cojinetes hidrodinámicos mediante el caso del rotor Jeffcott, comparándolo analíticamente con datos obtenidos en laboratorio. Un requisito para tener en cuenta en el sistema rotor flexible-cojinete hidrodinámico es el diseño del soporte donde se requiere hallar variables como el número de Sommerfeld, excentricidad y el espesor de película de aceite. Estas variables dependen de la carga como de la dimensión del apoyo y definen el comportamiento de las frecuencias y amortiguamiento del sistema. En el modelado numérico y análisis experimental se analiza la respuesta vibratoria y armónica del conjunto rotor-apoyos mediante un diagrama de Campbell para diferentes valores de velocidades de giro del rotor. La modelación numérica de elementos finitos se desarrolló y ejecuto en el lenguaje de programación MATLAB, donde se ingresaron las ecuaciones, matrices y algoritmos para obtener la respuesta teórica de la dinámica del rotor. Por otra parte, en el análisis experimental se obtuvo un banco de pruebas donde inicialmente se realizaron modificaciones del sistema de lubricación, también se realizó alineación del rotor con el motor y por último se calibro y ajusto las respuestas vibratorias y armónicas mediante sensores y el programa OROS OR35. El estudio de los rotores flexibles apoyados es cojinetes hidrodinámicos es importante ya que estos son utilizados en las turbomáquinas que las podemos encontrar en sistemas de producción de energía como hidroeléctricas. Al ser componentes que soportan grandes cargas a altas velocidades, estas máquinas se ven afectadas principalmente por vibraciones y las consecuencias van desde pérdidas de vidas, afectaciones al medio ambiente y pérdidas económicas. Es por esto por lo que se hace necesario poder estimar o predecir el comportamiento del sistema rotor-apoyos y realizar mantenimiento antes de que ocurra o se presente la falla.
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    Evaluar el factor de concentración de tensiones dinámico por medio de un análisis estructural, basado en el método de elementos finitos, para ejes circulares escalonados sometidos a carga axial y combinada de flexo-torsión*
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-16) Bustos padilla, Andersson; Campo torres, Luz daniela; Martinez, Manuel Del Jesus; Pertuz Comas, Alberto David; Gonzalez Estrada, Octavio Andres
    : El presente trabajo se enfoca en la evaluación y comparación del método convencional con el método de los elementos finitos (FEA) en el cálculo del factor de concentración de esfuerzos dinámicos en ejes circulares escalonados sometidos a carga axial y combinada de flexo-torsión. Surge de la dificultad para elegir un método en el cálculo del factor dinámico de concentración de esfuerzos, KF. La complejidad en la aplicación de las dos opciones disponibles es amplia, siendo el método tradicional el más sencillo al no requerir software especializado, a diferencia del FEA. La evaluación del porcentaje de error en el cálculo del KF utilizando ambas metodologías facilita la toma de decisiones. El desarrollo del proyecto se divide en dos partes. La primera consiste en la evaluación del factor KF en ejes con cargas fluctuantes de tipo axial con R 0.5, mientras que la segunda evalúa el factor KF debido a cargas combinadas de flexo-torsión fluctuantes con dos valores de R diferentes: el primer caso con R 0.5 y el segundo con R 0.25. El flujo de trabajo utilizado comprende la definición de parámetros geométricos y de carga, seguido del cálculo del parámetro KF mediante métodos tradicionales y mediante el software ANSYS. Luego, se lleva a cabo un análisis comparativo de los datos, y se discuten y validan los resultados del análisis. Se concluye que el porcentaje de error del factor KF debido a cargas fluctuantes de tipo axial o combinadas de flexo-torsión presenta un comportamiento asintótico independiente del valor del parámetro D/d. Además, la diferencia entre los dos métodos planteados no es significativa, por lo que el método tradicional es viable frente al FEA
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    Diseño de un sistema instrumentado de seguridad basado en limitador de momento de carga para una grúa hidráulica de brazo articulado con accionamiento manual
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-14) Fragozo Villamizar, Juan Sebastián; Borrás Pinilla, Carlos; Esteban Villegas, Helio Sneyder; Ríos Díaz, Yennifer Yuliana; Jaimes Rolón, Ricardo Alfonso
    El presente trabajo de investigación propone un sistema de control de seguridad para grúas móviles de brazo articulado, destinado a la prevención de volcaduras a modo de Limitador de momento de carga. El cual toma en consideración, además de la carga estática, los efectos dinámicos inducidos por las detenciones bruscas. Se diseña dentro de la concepción de sistema instrumentado de seguridad con el objetivo de mitigar los riesgos asociados a errores humanos durante la operación de las grúas, a la vez que, proporciona a los operadores información en tiempo real sobre carga izada y el momento de carga de la grúa. La validación del diseño fue realizada mediante prototipado virtual en el entorno Matlab Simulink.
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    Diseño e Implementación de un Módulo Didáctico para el Aprendizaje Básico de la Metrología Dimensional para el Laboratorio de Diseño
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-13) Moya Vazco, Joan Sebastian; Jaimes Rolon, Ricardo Alfonso; Gonzales Jaimes, Isnardo; Gonzales Estrada, Octavio Andres
    Este proyecto será parte de uno de los módulos presentes en el laboratorio de diseño de la escuela de ingeniería mecánica en la UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER, siendo este una herramienta académica y pedagógica que tiene como objetivo complementar los conocimientos referentes a la metrología dimensional enfocándose en el uso adecuando de la instrumentación. Este proyecto proporciona una herramienta de aprendizaje destina a tratar y aclarar conceptos sobre los: Metrología, metrología dimensional, instrumentos técnicos de medición, normas técnicas, todo esto referido a conceptos de ingeniería mecánica Esta herramienta de aprendizaje está conformada por los siguientes elementos: Un módulo virtual que cumple la función de trasmitir la documentación requerida para la comprensión de conceptos, las guías de laboratorio, material audiovisual, y también cuenta un banco de prácticas. Todo esto con el objetivo de contribuir con la formación profesional de los estudiantes de ingeniería mecánica de la universidad industrial de Santander
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    Economizador de caldera usando biogás como combustible
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Suárez Sandoval, Diego; Blanco Barragan, Jesús David; Quiroga Méndez , Jabid Eduardo; Castro Molano, Liliana del Pilar; Rueda Ordo{ez, Yesid Javier; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto
    El presente trabajo de grado tiene como finalidad diseñar un economizador que utiliza el biogás producido por la planta de beneficio bovino (PBB) como combustible. Esto, con el fin de reducir el porcentaje de gas natural que esta usa para calentar el agua a su punto de ebullición, aumentando la temperatura de esta a la entrada de la caldera. El desarrollo de este proyecto parte de determinar las condiciones iniciales del consumo y costo de vapor y gas natural de la caldera, para luego proceder con el diseño básico conceptual del economizador estableciendo la mejor alternativa que permita aprovechar lo mejor posible el biogás producido y así aumentar de manera eficiente la temperatura del fluido que entra a la caldera. Por consecuente esto reducirá el consumo de gas natural que se está utilizando, para llevar el fluido a la temperatura necesaria para su aprovechamiento. Finalmente, se lleva a cabo un análisis CAPEX/OPEX de la integración energética del proceso anaerobio, donde se compara el gasto de gas natural consumido por la caldera con y sin la inclusión del economizador. Esto permite evaluar la viabilidad técnica, económica y ambiental del proyecto, evidenciando resultados significativos en la reducción del consumo de este recurso y, por ende, una contribución indirecta a la disminución de la huella ambiental producida por la PBB.
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    Diseño de una planta piloto de pirólisis orientada a la extracción selectiva de compuestos químicos con alta relevancia y valor agregado a partir de polietileno de alta densidad (PEAD).
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-03) Camacho Flórez, Juan Sebastián; Arciniegas Hernández, José Javier; Rueda Ordóñez, Yesid Javier; Rueda Ordóñez, Diego Andrés; Flórez Mera, Juan Pablo; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto
    Los principales desafíos globales, como la gestión de residuos plásticos debido a su naturaleza no biodegradable y el agotamiento progresivo de los combustibles fósiles debido a su demanda constantemente creciente, están impulsando la evolución de tecnologías como la pirólisis. Este artículo presenta el diseño, la simulación en Aspen Plus y el modelado en SolidWorks de una planta de pirólisis de polietileno de alta densidad, con una capacidad de alimentación de 100 kg/h, empleando un reactor rotativo continuo a una temperatura de 500°C y un tiempo de residencia de 8.33 minutos. Este modelo permite predecir la formación de 40 compuestos como productos, con rendimientos de aceite, gas, ceniza y carbón de 72.24, 15, 12.7 kg/h, respectivamente. El modelo fue validado comparando las predicciones con datos experimentales de S. Kumar. (2013), R. K. Singh. (2011) y P. Lettieri. (2010), evaluando las fracciones de masa de los productos de gas, líquido, ceniza y carbón a temperaturas que van de 400 a 600 °C. Las propiedades del aceite producido se compararon con las de los combustibles convencionales, revelando una notable similitud en sus características, lo que posiciona al aceite de pirólisis como una alternativa viable y prometedora en el campo de los biocombustibles.
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    Estudio de la degradación de aceites lubricantes en un mecanismo de transmisión por engranajes con base en las variables de la lubricación por salpicadura.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-02) Rueda Rodríguez, Jhon Alex; Bohorquez Becerra, Rodolfo Oscar; Borras Pinilla, Carlos; Jaimes Rolon, Ricardo Alfonso
    El presente proyecto estudió la degradación del aceite Mobilube HD 85W-140 el cual fue sometido a trabajo en un mecanismo de transmisión por engranajes, los cuales se lubricaban mediante salpicadura, se evaluaron las propiedades fisicoquímicas del lubricante según la altura del aceite puesto que esta variaba entre muestras, contrastando las diferencias en el deterioro del aceite. Teniendo el propósito claro, se realizaron diversas modificaciones al banco y se adaptó para evitar las fugas y la contaminación, de esta forma se ejecutaron los ensayos garantizando que se cumplieran las normativas aplicadas al trabajo y en consecuencia que las muestras objeto de análisis fueran representativas y así obtener resultados válidos. Las diferentes pruebas ejecutadas en el laboratorio permitieron establecer como las propiedades del aceite se modificaron al pasar 50 horas, además se llevó a cabo un monitoreo continuo de la temperatura de operación. Al concluir el estudio se definió que la cantidad de aceite influye en la vida útil del aceite y el desgaste de los engranajes, siendo la altura intermedia la que mejor desempeñó el trabajo en los ensayos y en el mismo sentido se estableció cuales variables generaron contaminación en el aceite y sus posibles causas. Estas conclusiones tienen como objetivo prevenir fallos inesperados y paradas de la maquinaria, así como prolongar la vida útil del mecanismo de transmisión por engranajes.
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    Diseño paramétrico de una estufa tipo Rocket utilizando biomasa lignocelulósica de eucalipto (Eucalyptus globulus Labill) como combustible.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-08) Rojas Rojas, Oscar Javier; Rueda Ordoñez, Yesid Javier; Chacón Velasco, Jorge Luis; Quiroga Méndez, Jabid Eduardo
    El uso de leña en las cocinas de los hogares de las áreas rurales presenta riesgos para el medio ambiente, como contaminación del aire y la deforestación, así como afectación en la salud. El propósito es diseñar una estufa Rocket que emplee biomasa sólida para cocinar en el municipio de Betéitiva (Boyacá), ya que no cuenta con gas por tubería y muchos de sus habitantes utilizan cocinas de leña y carbón. Para mejorar la eficiencia y funcionalidad, se empleó un diseño con la siguiente línea metodológica que incluyó: (i) Descripción del modelo matemático (ir) Simulación computacional (iii) Parametrización (iv) Resultados. Los resultados de la tesis revelan que la estufa Rocket alcanzó una temperatura máxima de 1470 K en la primera cámara de combustión. La velocidad del fluido alcanzó los 47 m/s debido a la ley de continuidad, se observó una fracción másica relativamente de cero en los gases NOx, aunque se enfatizó la importancia de considerar las emisiones durante los cambios de estado y la necesidad de modelar la simulación del hollín y el carbón fijo, para comprender mejor las emisiones de gases contaminantes. Las conclusiones revelan aproximaciones de una estufa Rocket con características específicas y una detallada caracterización de la biomasa. La simulación de la combustión arrojó temperaturas máximas en la cámara de combustión de la estufa, y la parametrización del diseño mejoró la uniformidad del perfil de velocidades. Se destacó el papel crucial de la simulación en la evaluación y mejora del diseño, aunque se reconoció la simplificación de los procesos de combustión. A pesar de continuar con la combustión tradicional en los hogares, la simulación muestra la viabilidad de una estufa Rocket eficiente.
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    Caracterización y diagnostico para la tramoya del Auditorio Luis A. Calvo de la Universidad Industrial de Santander (UIS)
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-04-26) Chaparro Avendaño Diego Esteban; Acevedo Ardila Harol Andres; Quiroga Méndez Jabid Eduardo; Jaimes Rolon Ricardo Alfonso; González Estrada Octavio Andrés
    El siguiente proyecto de investigación se enfoca en analizar y evaluar el estado actual de la tramoya (sistema de poleas, cuerdas, contrapesos, etc.) en el Auditorio Luis A. Calvo de la Universidad Industrial de Santander. Este estudio tiene como objetivo principal identificar posibles problemas, deficiencias o áreas de mejora en esta, con el fin de proponer soluciones adecuadas para su correcto funcionamiento. Para llevar a cabo este proyecto, se realizó una exhaustiva revisión del estado actual, incluyendo inspecciones visuales, mediciones, pruebas de funcionamiento y análisis de seguridad. Además, se tuvo en cuenta las necesidades específicas del auditorio y las normativas de seguridad aplicables a este tipo de instalaciones. El análisis y diagnóstico resultante permitió identificar los componentes que requieren reparación, reemplazo o mejoras, así como también sugerir medidas preventivas para evitar futuros problemas. Garantizando la seguridad, funcionalidad y eficiencia de la tramoya del Auditorio Luis A. Calvo, contribuyendo así al óptimo desarrollo de actividades culturales y académicas en la Universidad Industrial de Santander.
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    Evaluación técnica y ambiental de sistemas de refrigeración por compresión mecánica tipo booster utilizando CO2 como refrigerante natural en la ciudad de Bucaramanga.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-05) Aranda Gil, Gustavo Adolfo; Vergara Teran, Daniel Enrique; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Fuentes Díaz, David Alfredo; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto
    En los últimos años, la comunidad científica ha centrado esfuerzos en el análisis y optimización del rendimiento de sistemas de refrigeración que utilicen CO2 como refrigerante natural con el objetivo de implementarlos en el sector comercial e industrial, ante las vigentes regulaciones. Este proyecto de grado se enfocó en evaluar el rendimiento técnico y el impacto ambiental de sistemas de refrigeración por compresión mecánica tipo booster convencional, de compresión paralela y basado en eyector, utilizando CO2 como refrigerante considerando una capacidad de enfriamiento máxima de 100 [kW] y las condiciones ambientales de la ciudad de Bucaramanga. Para ello, se desarrollaron los modelos termodinámicos de cada configuración y se simuló su rendimiento, para posteriormente realizar un estudio comparativo, teniendo en cuenta el rango de temperaturas ambiente de la ciudad de Bucaramanga. Los resultados obtenidos reflejan que el sistema booster paralelo es el que mejor rendimiento presenta, con un COP 28,7% más alto y un consumo energético anual un 22% más bajo en comparación con la configuración convencional. Por otro lado, el sistema con eyector presentó un COP 15,6% más alto y un consumo energético anual un 13,5% más bajo en comparación con la configuración convencional. Adicionalmente, se evidenció que el compresor de alta presión es el componente crítico de cada sistema.
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    Adaptación de un banco de pruebas para transmisiones de potencia mecánica mediante elementos flexibles con enfoque didáctico
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-02) Reyes Jerez Anderson Yesid; JAIMES ROLON RICARDO ALFONSO; GONZALEZ JAIMES ISNARDO; SANCHEZ ACEVEDO HELLER GUILLERMO
    La carencia de herramientas prácticas y didácticas adecuadas en el campo de la ingeniería mecánica, particularmente en la Universidad Industrial de Santander, ha generado una disparidad en el proceso de enseñanza-aprendizaje, especialmente en el área de diseño de máquinas. Con el propósito de subsanar esta brecha, se ha adaptado un antiguo banco de pruebas, implementando modificaciones que faciliten una experiencia de aprendizaje dinámica y un contacto directo con los componentes mecánicos de las transmisiones, incluyendo elementos flexibles. Esto implica el restablecimiento de la funcionalidad, la modernización de los sistemas de medición, arranque y visualización de datos, además de la elaboración de una guía detallada para la realización de experimentos. Se han establecido prácticas de laboratorio que fomentan la experimentación activa y el análisis crítico de los resultados obtenidos. La reforma del banco de pruebas no solo busca mejorar la calidad de la educación en ingeniería mecánica, sino también preparar a los estudiantes para enfrentar los desafíos tecnológicos actuales y futuros en el campo. Esta iniciativa promueve la innovación y el desarrollo de habilidades prácticas, fundamentales para el éxito profesional en la industria.
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    Implementación de un algoritmo de árboles de comportamiento y visión de computadora para el patrullaje autónomo de un robot tipo “skid steer” en un ambiente agrícola simulado en ROS
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-05-06) Ardila Ardila, Ángel Yesid; Florez Arias, Carlos Alberlto; Meneses Florez, Jorge Enrique; Rios Diaz, Yennifer Yuliana
    El presente trabajo presenta una propuesta para la navegación autónoma de un robot en un ambiente agrícola. Para la validación del algoritmo se usó un ambiente virtual simulado en Gazebo y generado de forma procedural usando Python. los comportamientos de robot se programaron usando ROS2 en Python y C++, además, se incluyó la implementación de un árbol de comportamientos y de visión por computadora para la navegación. Finalmete se hace una comparación entre el modelo usado para la navegación autónoma y los modelos de odometría tradicionales.