Posgrados
Graduate Projects 2022-10
Primer Semestre Académico de Ingenierías First Academic Semester College of Engineering
Vigilada Mineducación
CUERPO DIRECTIVO BOARD OF DIRECTORS
Julián Arellana
Decano/Dean
Guisselle García
Directora Académica / Academic Director
Luis Fuentes
Director de Posgrados e Investigaciones / Research and Graduate Programs Director
Directores de Departamento / Chairs
Gina Galindo: Ingeniería Industrial
Carlos Arteta: Ingeniería Civil y Ambiental
Elías Niño: Ingeniería de Sistemas
Adriana Arango: Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Antonio Bula: Ingeniería Mecánica
Coordinadores de Posgrado / Graduate Coordinators
Rita Peñabaena: Maestría y Doctorado en Ingeniería Industrial / Master and PhD in Industrial Engineering
Margareth Dugarte: Maestría y Doctorado en Ingeniería Civil / Master and PhD in Civil Engineering
Miguel Jimeno: Maestría y Doctorado en Ingeniería de Sistemas y Computación / Master and PhD in Systems Engineering
Mauricio Pardo: Maestría y Doctorado en Ingeniería Eléctrica y Electrónica / Master and PhD in Electrical and Electronic Engineering
Virginia Paredes: Maestría y Doctorado en Ingeniería Mecánica / Master and PhD in Mechanical Engineering
Carmen Berdugo: Maestría en Ingeniería Administrativa / Master Engineering Management
Wilson Nieto: Maestría en Gobierno de Tecnología Informática / Master in Government of Information Technology
Dayana Agudelo: Maestría en Ingeniería Ambiental / Master in Environmental Engineering
Coordinadora Administrativa de Posgrado / Administrative Graduate Coordinator
Valeria Chain
Reservados todos los derechos © Universidad del Norte
Apartado Aéreo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia)
Copyright © Universidad del Norte
Apartado Aereo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia)
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ÍNDICE INDEX
Presentación
Preface
Maestría Ingeniería Electrónica
Master in Electronic Engineering
Maestría Ingeniería Civil
Master in Civil Engineering
Maestría Ingeniería Administrativa
Master of Engineering Management
Maestría en Ingeniería Industrial Master in Industrial Engineering
Doctorado en Ingeniería de Sistemas y Computación PhD in Systems and Computers Engineering
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PRESENTACIÓN
Tengo el placer de presentar los proyectos de Posgrados de Ingenierías que fueron realizados en el primer semestre académico de 2022. Ingenierías es una de las más robustas de la Universidad del Norte: cuenta con 6 programas de pregrados, 9 maestrías, y 5 doctorados. Además, un amplio portafolio de especializaciones que son ofrecidas desde la Dirección de Especializaciones de la Universidad.
Desde 2010 los seis programas de Ingenierías: Civil, de Sistemas y Computación, Eléctrica, Electrónica, Industrial y Mecánica fueron acreditados por EAC (Engineering Accreditation Commission) de la agencia ABET Inc. (Accreditation Board for Engineering and Technology), de Estados Unidos. De esta forma, Uninorte se convirtió en la primera universidad en Colombia en obtener esta certificación y una de las cuatro en Latinoamérica. En el 2016, los seis programas de pregrado en Ingenierías fueron acreditados por segunda vez.
De igual manera, la mayoria de nuestros programas de posgrado cuentan con Acreditación de Alta Calidad ante el Consejo Nacional de Acreditación (CNA). Ellos son: Maestría en Gobierno de Tecnología Informática, Maestría en Ingeniería Administrativa, Maestría en Ingeniería Ambiental, Maestría en Ingeniería Mecánica, Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación, Maestría en Ingeniería Civil, Maestría en Ingeniería Industrial, Maestría en Ingeniería Electrónica y el Doctorado en Ingeniería Mecánica. Actualmente se encuentran en proceso de acreditación los doctorados en Ingeniería Industrial, Ingeniería de Sistemas y Computación e Ingeniería Civil.
Los departamentos de Ingeniería agrupan a 73 doctores y 23 magísteres los cuales han guiado, apoyado y estimulado el trabajo de los estudiantes. En cuanto a sus grupos de investigación, son 11, de los cuales 9 se encuentran en categoría A1, máxima distinción de MinCiencias para reconocer la calidad y pertinencia investigativa de la investigación en Colombia, 2 en categoría A. La investigación que desarrollan estos grupos se destaca por la innovación y la vinculación a la industria, mediante proyectos universidad & empresa, y por su pertinencia en el entorno desde el Instituto de Estudios Hidráulicos y Ambientales (IDEHA), el Instituto de Desarrollo Sostenible (IDS), el Instituto de Desarrollo Sostenible y el Centro de Excelencia en Puertos, Transportes y Logística y el Observatorio del Rio Magdalena.
Cordialmente
Julián Arellana Decano de Ingenierías4
PREFACE
I am pleased to present the Engineering Graduate projects that were made in the first academic semester of 2022. The College of Engineering is one of the most robust of the Universidad del Norte: it has 6 undergraduate programs, 9 master's degrees, and 5 doctorates. In addition, a broad portfolio of specializations that are offered from the Specialization Department of the University.
Since 2010 the six Engineering programs: Civil, Systems and Computing, Electrical, Electronics, Industrial and Mechanical were accredited by EAC (Engineering Accreditation Commission) of the agency ABET Inc. (Accreditation Board for Engineering and Technology), of the United States. In this way, Uninorte became the first university in Colombia to obtain this certification and one of the four in Latin America. In 2016, the six undergraduate programs in Engineering were accredited for the second time.
Majority of the graduate programs have the Accreditation of High Quality by the National Accreditation Council (CNA). These are: Master in Government of Information Technology, Master of Engineering Management, Master in Environmental Engineering, Master in Mechanical Engineering, Master in Systems and Computer Engineering, Master in Civil Engineering, Master in Industrial Engineering, Master in Electronic Engineering, and Ph. D in Mechanical Engineering. At the moment 3 programs are under the process of accreditation, these are: Ph.D in Industrial Engineering, Ph.D in Systems and Computer Engineering, and Ph.D in Civil Engineering.
The departments of the College of Engineering bring together 73 doctors and 23 Masters who have guided, supported and stimulated the work of the students. As for its research groups, there are 11, of which 9 are in category A1, the highest distinction of MinCiencias to recognize the quality and research relevance of research in Colombia, 2 in category A. The research carried out by these groups is It stands out for its innovation and its links to industry, through university & business projects, and for its relevance in the environment from the Institute of Hydraulic and Environmental Studies (IDEHA), the Institute of Sustainable Development (IDS), the Institute of Sustainable Development and the Center of Excellence in Ports, Transport and Logistics and the Magdalena River Observatory.
Cordially Julián Arellana Dean of Engineering
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MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA MASTER IN ELECTRONIC ENGINEERING
MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA
MASTER IN ELECTRONIC ENGINEERING
Robótica aplicada a terapias de rehabilitación. Estudio comparativo de dos técnicas de sensado para exoesqueletos asistidos usados en la recuperación de pacientes que han sufrido accidentes cerebrovasculares.
Robotics applied to rehabilitation therapies. Comparative study of two sensing techniques for assisted exoskeletons used in the recovery of patients who have suffered strokes.
Robótica aplicada a terapias de rehabilitación.
cerebrovasculares
Autor: Robinson Bornacelli Durán Tutor: Ing. Winston Percybrooks Bolivar, PhDLa tecnología se puede implementar para construir equipos que puedan ser de apoyo en tareas de rehabilitación a personas que han quedado con alguna limitación luego de haber sufrido un accidente. Los robots son ejemplos de máquinas que pueden ser construidas y programadas para un fin médico que permita ayudar a pacientes a recuperar parte de las funciones perdidas.
El presente trabajo de investigación se enfoca en realizar una comparación de dos técnicas de detección de intención de movimiento usadas en un exoesqueleto construido para terapias de rehabilitación en miembros superiores, más específicamente para los movimientos de flexión y extensión del brazo de un ser humano que ha sufrido un accidente cerebro vascular. Estas dos técnicas de detección de la intención de movimiento usan sensores electromiográficos de superficie (sEMG) y unidades de medición inercial (IMU por sus siglas en inglés) respectivamente.
El sistema consta de un servo mecanismo que realizará el movimiento de un exoesqueleto para el antebrazo y servirá de guía durante las sesiones de terapias en personas sanas cuya orden de movimiento será impartida por uno de los sensores que detectan la intención de mover el brazo. Por tratarse de un prototipo del que se busca evaluar el desempeño con 2 tipos de sensores distintos no se realizó ninguna prueba en pacientes, las pruebas fueron realizadas en personas sanas bajo la supervisión del investigador.
Los resultados obtenidos muestran que usando la IMU se puede realizar la detección de intención de movimiento en casi el 100% de los intentos superando al sensor sEMG cuyo porcentaje de efectividad en la detección fue en promedio 73%. Adicionalmente, la IMU es un elemento de fácil uso y de más bajo coste que el sensor sEMG.
Estudio comparativo de dos técnicas de sensado para exoesqueletos asistidos usados en la recuperación de pacientes que han sufrido accidentes
Robotics applied to rehabilitation therapies.
Comparative study of two sensing techniques for assisted exoskeletons used in the recovery of patients who have suffered strokes
Author: Robinson Bornacelli Durán Tutor: Ing. Winston Percybrooks Bolívar, PhDThe technology can be implemented to build devices that can be of support in rehabilitation tasks for people who have been left with some limitations after having suffered an accident. Robots are examples of machines that can be built and programmed for medical purposes to help patients recover part of their lost functions.
The present research work focuses on a comparison of two movement intent detection techniques used in robotics orthoses built for rehabilitation therapies in upper limbs, more specifically for the flexion and extension movements of the arm of a human being who has suffered a stroke. These detection techniques use surface electromyographic (sEMG) sensors and inertial measurement units (IMUs) respectively.
The system consists of a servo mechanism that will carry out the movement of an exoskeleton for the forearm and will serve as a guide during therapy sessions in healthy people whose movement order will be given by one of the sensors that detect the intention to move the arm. As it is a prototype that seeks to evaluate the performance with 2 different types of sensors, no tests were carried out on patients, the tests were carried out on healthy people under the supervision of the researcher.
The results obtained show that using the IMU, the detection of intention to move can be performed in almost 100% of the attempts, surpassing the sEMG sensor whose percentage of effectiveness in detection was on average 73%. Additionally, the IMU is an element of easy use and lower cost than the sEMG sensor.
MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL
Master in Civil Engineering
MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL
Master in Civil Engineering
Evaluación del desempeño mecánico y químico de mortero con inclusión de lodo calcinado a 600 °C y nitrofosfoyeso para su aplicación en la construcción. Evaluation of the mechanical and chemical performance of mortar with inclusion of sludge calcinated at 600 °C and nitrophosphosphosphoypus for its application in construction.
Estrategias de colaboración y uso de las tecnologías de información para la gestión logística unificada de pequeños productores agropecuarios en el departamento del Atlántico. Collaboration strategies and use of information technologies for the unified logistics management of small agricultural producers in the department of Atlántico.
Evaluación de sustentabilidad de sistemas de pavimento y mezcla asfáltica tibia con materiales de desecho: Mitigando la huella de carbono en infraestructura vial. Sustainability evaluation of pavement systems and warm mix asphalt with waste materials: Mitigating the carbon footprint in road infrastructure.
Parque eólico una alternativa de desarrollo ecoturístico en la zona de costa entre Riohacha y Manaure. Wind park an alternative ecotourism development in the coast area between Riohacha and Manaure.
EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO MECÁNICO Y QUÍMICO DE MORTERO CON
INCLUSIÓN
DE
LODO CALCINADO A 600 °C Y NITROFOSFOYESO PARA SU APLICACIÓN EN LA CONSTRUCCIÓN
Autor: Nemesio Miguel Daza Marquez Tutor: Ing. Andrés Fernando Guzmán GuerreroEn los últimos años, el aprovechamiento de residuos y subproductos industriales ha ganado relevancia dentro del sector de la construcción, generando así una solución alternativa para reducir las emisiones de CO2 originadas en los procesos de fabricación e incorporación del cemento Portland. Para ello, se deben encontrar las dosificaciones óptimas de reemplazo de cemento por estos componentes sostenibles, de modo que no afecte las propiedades del material de construcción para una aplicación determinada.
En el presente proyecto se investigan los efectos sobre las propiedades en estado fresco y endurecidas de las mezclas de mortero binarias y ternarias, mezclas con dos y tres materiales cementantes respectivamente, que incorporan residuos tratados como materiales cementantes suplementarios: nitrofosfoyeso en conjunto con lodos de plantas de tratamiento de agua potable. La caracterización de estos materiales cementantes suplementarios fue realizada a través de ensayos de FRX, DRX, SEM, pH y densidad. Se evaluaron las propiedades en estado fresco y endurecido de doce (12) tipos de mezclas de mortero (incluida una mezcla de control) divididas en tres campañas experimentales. Los morteros fueron comparados y analizados mediante el ensayo de las propiedades de: trabajabilidad, densidad en estado fresco y endurecido (28 días), resistencia a la compresión (7, 14, 28 y 90 días), absorción por capilaridad (28 días), resistencia química ante ataque de sulfatos (4 semanas) y medición de pH a los 28 días.
Los resultados obtenidos muestran que la incorporación de estos subproductos industriales en conjunto, son recomendados como material cementante suplementario para la preparación de mezclas de mortero en porcentajes de sustitución parcial del 5 al 10% en peso del cemento Portland ordinario.
EVALUATION OF THE MECHANICAL AND CHEMICAL PERFORMANCE OF MORTAR WITH INCLUSION OF SLUDGE CALCINATED AT
600 °C AND NITROPHOSPHOSPHOSPHOYPUS FOR ITS APPLICATION IN
CONSTRUCTION
Autor: Nemesio Miguel Daza MarquezTutor:
Ing. Andrés Fernando Guzmán GuerreroIn recent years, the reuse of industrial wastes and by-products has gained relevance within the construction sector, thus generating an alternative solution to reduce CO2 emissions originated in Portland cement's manufacturing and incorporation processes. In this way, it is possible to find the optimal replacement dosage that does not affect the properties of the construction material to be used for a specific application.
This research investigates the effects on the fresh and hardened properties of binary and ternary mortar mixtures, with two and three cementitious materials, respectively, incorporating treated wastes as supplementary cementitious materials, i.e., nitrophosphogypsum in conjunction with sludge from drinking water treatment plants. Both supplementary cementitious materials were characterized through XRF, XRD, SEM, pH, and density tests. The fresh and hardened properties of twelve (12) types of mortar mixes (including a control mix) were divided and evaluated into three experimental campaigns. The mortars were compared and analyzed by testing the following properties: Workability, density in the fresh and hardened state (28 days), compressive strength (7, 14, 28, and 90 days), capillary absorption (28 days), chemical resistance to sulfate attack (4 weeks) and pH measurement at 28 days.
The results showed that the incorporation of these industrial by-products together is recommended as supplementary cementitious material for the preparation of mortar mixtures as partial substitution of Ordinary Portland Cement in dosages ranging from 5 to 10% by weight.
ESTRATEGIAS DE COLABORACIÓN Y USO DE LAS TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN PARA LA
GESTIÓN LOGÍSTICA UNIFICADA DE PEQUEÑOS PRODUCTORES
AGROPECUARIOS EN EL DEPARTAMENTO DEL ATLÁNTICO
Autor: Jennifer Arellana Guzman
Tutor: Ing. Víctor Cantillo Maza
En América Latina, frecuentemente productores agropecuarios enfrentan dificultades para acceder a mercados con precios competitivos, particularmente, los que presentan mayores desventajas son los pequeños productores, marginándolos así, económica y socialmente. En consideración, esta investigación propone el diseño de un modelo logístico basado en colaboración y apoyado en TICs, que permite reducir costos logísticos y de transporte mediante la explotación conjunta de economías de escala y uso compartido de centros de acopio. Las sinergias entre productores permitirían no sólo reducir el costo, sino también aumentar el acceso a nuevos mercados más competitivos, facilitar procesos de consolidación y agregación de valor sobre los productos. Se realiza un modelo lineal entero mixto que consiste en una red de centros de acopios donde se considera multi-clientes, multiproductores, multi-periodos de tiempo, multi-productos, con opción de viajes directos o viajes con paradas en centros de acopio. El modelo saca provecho del concepto de justicia provisto por el Valor de Shapley para asignar individualmente los ahorros obtenidos. El sistema está apoyado en una plataforma web prototipo que permitirá mayor participación y poder de negociación en la compra y venta de agro-productos. Como caso de estudio se consideran los productores agrícolas del Departamento del Atlántico-Colombia.
Palabras clave: Valor de Shapley, logística, transporte de carga, economía de escala, localización de instalaciones, TICs, agropecuario, coalición, sinergia.
COLLABORATION STRATEGIES AND USE OF INFORMATION
TECHNOLOGIES
FOR THE UNIFIED LOGISTICS MANAGEMENT OF SMALL AGRICULTURAL PRODUCERS IN THE DEPARTMENT OF ATLÁNTICO
Autor: Jennifer Arellana Guzman
Tutor: Ing. Víctor Cantillo Maza
In Latin America, agricultural producers often face difficulties in accessing markets with competitive prices, particularly small producers, who are the most disadvantaged, thus marginalizing them economically and socially. In consideration of this, this research proposes the design of a logistics model based on collaboration and supported by TICs, which allows reducing logistics and transportation costs through the joint exploitation of economies of scale and the shared use of storage centers. Synergies between producers would not only reduce costs, it would also increase access to new and more competitive markets, facilitate consolidation processes and add value to the products. A mixed linear integer model is used, consisting of a network of consolidation centers where multi-clients, multi-producers, multi-periods of time, multi-products are considered, with the option of direct trips or trips with stops at consolidation centers. The model takes advantage of the concept of fairness provided by Shapley's Value to distribute individually the profits obtained. The system is supported by a prototype web platform that will allow greater participation and bargaining power in the purchase and sale of agroproducts. Agricultural producers in the Department of Atlántico-Colombia are considered as a case study.
Keywords: Shapley value, logistics, transport of cargo, economy of scale, localization of facilities, TICs, Agropecuary, coalition, synergy.
Evaluación
de sustentabilidad de sistemas de pavimento y mezcla asfáltica tibia con materiales de desecho: Mitigando la huella de carbono en infraestructura
vial
Autor: Rodrigo Ernesto Polo MendozaLa infraestructura vial es una de las industrias con mayor impacto ambiental en el planeta. Anualmente, este sector de la economía incurre en el agotamiento de miles de canteras, la explotación de minas y yacimientos, y el consumo de inmensas cantidades de recursos no renovables. Este hecho se debe principalmente a la gran cantidad de materias primas necesarias para la producción de materiales aglomerados y la construcción de estructuras de pavimento. Por lo tanto, no sorprende el creciente interés en el desarrollo e investigación de nuevas tecnologías, métodos y procedimientos para reducir la huella de carbono relacionada con estas actividades. A la luz de lo anterior, en esta investigación se realizan evaluaciones de eficiencia ambiental en dos áreas de la ingeniería de pavimentos, a saber, los sistemas de pavimentos y las mezclas asfálticas.
En la primera parte de esta investigación, se realizó una evaluación ambiental comparativa de un pavimento rígido convencional (CRP), un pavimento flexible convencional (CFP) y tres pavimentos perpetuos (PP). De esta manera contrastando los sistemas de pavimentos más utilizados a nivel mundial. Para estos efectos se aplicó la técnica de análisis de ciclo de vida (ACV) a través de la herramienta PaLATE. Dentro de los límites del sistema, se consideraron dos etapas: construcción inicial y actividades de mantenimiento y rehabilitación (M&R). Para cada uno de estos se calculó la carga ambiental asociada a la producción, transporte y procesamiento de materiales. Los resultados mostraron que para CRP y PP, la mayor parte de la carga ambiental se genera durante las actividades de M&R. En tanto, para el CFP, el mayor daño ambiental se presenta en la etapa inicial de construcción. Además, se evidencia que el transporte y procesamiento de materiales son insignificantes con respecto a la subetapa de producción de materiales. Adicionalmente, se encontró que la estructura de PP es la alternativa de pavimentación que genera el menor impacto ambiental a lo largo de toda su vida útil.
Tutor: Ing. Gilberto Martinez Arguelles, PhD & Ing. Rita Peñabaena Niebles, PhDPor otro lado, en la segunda parte de esta investigación se explora el impacto ambiental de la producción de mezcla asfáltica en tibio (WMA) con la inclusión de materiales de desecho como reemplazo parcial de los agregados naturales (NAs). En concreto, investiga la optimización del diseño de mezclas desde una perspectiva ambiental. Los materiales complementarios considerados fueron caucho granulado (CR), pavimento asfáltico recuperado (RAP) y agregado de concreto reciclado (RCA). No obstante, el esfuerzo de investigación más completo se dirige al estudio de la RCA. Se ejerce como base teórica la técnica LCA. No obstante, en este apartado se sigue un camino probabilístico, apoyando la toma de decisiones en procedimientos estadísticos como la regresión lineal múltiple y el análisis de significancia, y también métodos de inteligencia artificial como las redes neuronales artificiales (ANN) y los algoritmos genéticos (GA). Algunos de los principales resultados alcanzados son: (I) la producción de aditivos químicos genera un daño ambiental mínimo en comparación con otras actividades dentro del proceso de producción de WMA; (II) el contenido de humedad en los agregados, y el contenido óptimo de ligante asfáltico para la WMA sin materiales de desecho, resultaron ser las variables de diseño de mezcla más influyentes en la formación de la huella ecológica; (III) el potencial de acidificación y smog relacionado con la producción de WMA a través de la tecnología de aditivos químicos se reduce a medida que aumenta el contenido grueso de RCA; (IV) las subfases de transporte de materiales tienen un peso insignificante en el impacto ambiental total asociado a la fabricación del WMA; (V) existen varios diseños WMA con contenido CR, RAP y RCA simultáneos que logran desarrollar una menor carga ambiental y mayor rentabilidad financiera que el caso control (WMA tradicional).
Las principales contribuciones de este esfuerzo de investigación son la creación de metodologías y procedimientos de diseño novedosos capaces de reducir la huella de carbono generada por la industria de los pavimentos. De esta manera, concebir métodos y herramientas que los diferentes actores puedan implementar para aunar esfuerzos para el desarrollo sostenible de la infraestructura vial.
Sustainability evaluation of pavement systems and warm mix asphalt with waste materials: Mitigating the carbon footprint in road infrastructure
Autor: Rodrigo Ernesto Polo Mendoza Tutor: Ing. Gilberto Martinez Arguelles, PhD & Ing. Rita Peñabaena Niebles, PhDRoad infrastructure is one of the industries with the greatest environmental impact on the planet. Annually, this sector of the economy incurs the depletion of thousands of quarries, the exploitation of mines and deposits, and the consumption of immense quantities of non-renewable resources. This fact is mainly due to the vast amount of raw materials necessary for bonded materials production and pavement structures construction. Therefore, is not surprising the growing interest in the development and investigation of novel technologies, methods, and procedures to reduce the carbon footprint related to these activities. In the light of the foregoing, in this research, environmental efficiency evaluations are carried out in two areas of pavement engineering, namely pavement systems, and asphalt mixtures.
In the first part of this research, a comparative environmental assessment of one conventional rigid pavement (CRP), one conventional flexible pavement (CFP), and three perpetual pavements (PPs) was performed. In this way, contrasting the most extensively used pavement systems worldwide. For these purposes, the life-cycle assessment (LCA) technique was applied through the PaLATE tool. Within the system boundaries, two stages were considered: initial construction, and maintenance and rehabilitation (M&R) activities. For each of these, the environmental load associated with the production, transportation, and processing of materials were calculated. The results showed that for CRP and PP, most of the environmental burden is generated during the M&R activities. Meanwhile, for the CFP, the highest environmental damage occurs in the initial construction stage. Further, it is evidenced that the transportation and processing of materials are insignificant with respect to the materials production sub-stage. Additionally, it was found that the PP structure is the paving alternative that causes the least environmental impact throughout its whole useful life.
On the other hand, in the second part of this research, the environmental impact of the production of warm mix asphalt (WMA) with the inclusion of waste materials as partial replacement of natural aggregates (NAs) is explored. Specifically, it
investigates the optimization of the mix design from an environmental perspective. The supplementary materials considered were crumb rubber (CR), reclaimed asphalt pavement (RAP), and recycled concrete aggregate (RCA). Nonetheless, the most comprehensive investigation effort is directing at the study of RCA. The LCA technique is exerted as a theoretical basis. Nevertheless, in this section, a probabilistic path is followed, by supporting decision-making in statistical procedures such as multiple linear regression and significance analysis, and also artificial intelligence methods such as artificial neural networks (ANNs) and genetic algorithms (GAs). Some of the main results reached are: (I) the chemical additive production generates a minimal environmental damage in comparison with other activities amongst the WMA production process; (II) the moisture content in the aggregates, and the optimal content of asphalt binder for the WMA without waste materials, turned out to be the most influential mix design variables in the formation of ecological footprint; (III) the acidification and smog potential related to the WMA production through the chemical additive technology is reduced as the coarse RCA content increases; (IV) the material transport sub-phases have an insignificant weight on the total environmental impact associated with the WMA fabrication; (V) there are several WMA designs with simultaneous CR, RAP and RCA content that manage to develop a lower environmental burden and higher financial profitability than the control case (traditional WMA).
The main contributions of this research effort are the creation of novel methodologies and design procedures capable of reducing the carbon footprint generated by the pavement industry. In this way, conceiving methods, and tools that the different stakeholders can implement to assemble forces for the sustainable development of road infrastructure.
PARQUE EOLICO UNA ALTERNATIVA DE DESARROLLO ECOTURISTICO EN LA
ZONA DE COSTA ENTRE RIOHACHA Y MANAURE
Autor: Anderson Montes Amaya
Tutor: Ing. Carlos Albeiro Pacheco Bustos Cotutor: Ing. Yoma Isabel Mendoza Guerra
La energía eólica es una fuente de energía renovable capaz de transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica; lo cual ha permitido evolucionar en la construcción de parques eólicos constituidos por aerogeneradores, convirtiéndose en una alternativa viable para el sector eléctrico. En este contexto, la presente investigación tiene como finalidad determinar el sitio óptimo, los aspectos técnicos y económicos adecuados para el diseño de un parque eólico terrestre (onshore) en la zona costera del departamento de La Guajira. Para lo cual, fue necesario realizar visitas de inspección en la zona de influencia, asimismo, revisar bases de datos de las condiciones geográficas, climatológicas, socioeconómicas, culturales y turísticas. El análisis de esta información, permitió seleccionar como sitio óptimo un área localizada en jurisdicción de la comunidad indígena Amachointre; se proyecta que este emplazamiento eólico contará con 30 aerogeneradores de la marca Nordex 100 distribuidos en dos filas (15 aerogeneradores en cada fila), para una capacidad de producción total de 99 MW. Finalmente se denota que este tipo de proyecto es amigable con el medio ambiente, al ser considerado como una forma de producir energía limpia e inagotable; además, contribuye a la mitigación de los impactos ambientales y, los efectos adversos relacionados con la emisión de gases de invernadero y cambio climático, que se generan con la producción de energía eléctrica convencional en el país. De manera general se puede concluir que la zona de costa de la Guajira específicamente en el punto ubicado en la jurisdicción de Manaure tiene alto potencial para la producción de energía eólica lo que además genera beneficios sociales, económicos, ambientales y turísticos en pro desarrollo de la región y el país.
Palabras clave: Parque eólico onfshore, potencial eólico energético, parámetros climatológicos.
WIND PARK AN ALTERNATIVE ECOTOURISM DEVELOPMENT
IN THE COAST AREA BETWEEN RIOHACHA AND MANAURE
Autor: Anderson Montes Amaya
Tutor: Ing. Carlos Albeiro Pacheco Bustos
Cotutor: Ing. Yoma Isabel Mendoza Guerra
Wind energy is a renewable energy source capable of transforming the kinetic energy of the wind into electrical energy; which has made it possible to evolve in the construction of wind farms made up of innovative wind turbines, becoming a viable alternative for the electricity sector. In this context, the present research aims to determine the optimal site, and the appropriate technical and economic aspects for the design of an onshore wind farm in the coastal area of the department of La Guajira. For which, it was necessary to carry out inspection visits in the area of influence, as well as review databases of geographical, climatological, socioeconomic, cultural and tourist conditions. The analysis of this information made it possible to select the Amachointre indigenous community as the optimal alternative to design the park; This wind farm will have 30 Nordex brand wind turbines, distributed in two rows (15 wind turbines in each row), for a total production capacity of 99 MW. It should be noted that this type of project generates benefits such as: increased employability, boom in new tourist offers, greater coverage of public services, especially electricity and investment in road accessibility, visibility of their customs and traditions, offer of their products. handcrafted, among others. Finally, it is denoted that this type of project is friendly to the environment, as it is considered a way to produce clean and inexhaustible energy; In addition, it contributes to the mitigation of environmental impacts and the adverse effects related to the emission of greenhouse gases and climate change, which are generated with the production of conventional electricity in the country. In general, it can be concluded that the coastal area of La Guajira specifically in the point located in the jurisdiction of Manaure has high potential for the production of wind energy, which also generates social, economic, environmental and tourist benefits in favor of the development of the region and country.
Key words: Onshore wind farm, wind energy potential, climatological parameters.
MAESTRÍA EN INGENIERÍA ADMINISTRATIVA MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT
MAESTRÍA EN INGENIERÍA ADMINISTRATIVA MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT
Diseño de la estructura de gestión para una oficina de dirección de proyectos (PMO) en una empresa del sector de maquinaria pesada en Colombia.
Design of the management structure for a project management office (PMO) in a company that belongs to the heavy Colombian machinery sector.
Diseño de sistema de iluminación en la Sociedad Portuaria Regional de Barranquilla basado en el Reglamento técnico de iluminación y alumbrado público (Retilap).
Design of lighting system in the Regional Port Society of Barranquilla based on the Technical Regulation of lighting and public lighting (Retilap).
de la estructura
de dirección de proyectos (PMO) en una empresa del sector de maquinaria pesada en Colombia.
Autores: Amaury Segundo Añez Gamez – Leonard David Romero Cuao
Tutor: Ing. Rita Patricia Peña-Baena Niebles
La presente investigación contiene el diseño de una oficina de dirección de proyectos (PMO) para la adecuada gestión de proyectos en una empresa del sector de maquinaria pesada en Colombia, la cual permitirá la estandarización de los procesos y el cumplimiento eficiente de todas las fases en los proyectos suscritos al interior de la organización.
Para lograr este diseño, se realizó un diagnóstico sobre el nivel de madurez en la gestión de proyectos de la organización a partir de la aplicación del modelo OPM3®, se diseñó la estructura organizacional de la PMO a partir de los conceptos descritos por Gerard M. Hill en “The Complete Project Management Office Handbook” y se diseñó la estructura operacional teniendo en cuenta las recomendaciones y buenas prácticas descritas en la “Guía de los Fundamentos para la Dirección de Proyectos PMBOK®”. La metodología utilizada incluyó un estudio descriptivo a través del diseño y aplicación de instrumentos de medición a los stakeholders, lo cual permitió realizar un análisis adecuado y describir las características más relevantes para el diseño de una PMO de acuerdo con las necesidades de esta organización.
Este trabajo de grado fue desarrollado para optar al título de Magister en Ingeniería Administrativa y a la vez para aportar un diseño que pueda ser aplicado por la organización en estudio para el mejoramiento de la gestión de sus proyectos internos.
PALABRAS CLAVES: PMI®, PMBOK®, PMO, OPM3®, Gerencia de proyectos, Nivel de Madurez, Proyectos.
Diseño
de gestión para una oficina
Design of the management structure for a project management office (PMO) in a company that belongs to the heavy Colombian machinery sector.
Authors: Amaury Segundo Añez Gamez – Leonard David Romero CuaoTutor:
Ing. Rita Patricia Peña-Baena NieblesThis research contains the design of a project management office (PMO) for the proper project management in a company that belongs to the heavy Colombian machinery sector, which will allow the standardization of processes and the efficient achievement of all phases in projects subscribed within the organization.
To achieve the primary goal, a diagnosis was made to evaluate the maturity level in project management within the organization based on the application of the OPM3® model.
Also, the organizational structure of the PMO was designed based on the concepts described by Gerard M. Hill in “The Complete Project Management Office Handbook”. As well the operational structure was designed considering the recommendations and best practices described in the “Guide to the Project Management Body of Knowledge PMBOK®”.
The methodology used included a descriptive study through the design and application of measurement instruments to the stakeholders, allowing an appropriate outline of the most relevant characteristics for the design of a PMO according to the requirements of this organization.
This degree project aims to procure a master’s degree in Administrative Engineering and provides a design that can be applied by the organization under study to improve the management of its internal projects.
KEYWORDS: PMI®, PMBOK®, PMO, OPM3®, Project Management, Maturity Level, Project.
Diseño de sistema de iluminación en la
Sociedad Portuaria Regional de Barranquilla basado en el Reglamento técnico de iluminación y alumbrado público (Retilap).
Autor: Laura Milena Fernández Varela
Carlos Andrés Silva Ballestas
Tutor: Ing. Rita Patricia Peña Baena Niebles
La presente investigación pretende realizar un diseño de sistema de iluminación en la Sociedad Portuaria Regional de Barranquilla, teniendo en cuenta el reglamento técnico de iluminación y alumbrado público, pues, actualmente no cuenta con un sistema de iluminación amigable con el medio ambiente y que genere un ahorro en el consumo de energía, por el contrario las luminarias convencionales instaladas, basadas en tecnología metal helide se caracterizan por un alto gasto de energía eléctrica, insuficiente nivel de iluminación y altos costos en mantenimiento. Se fundamentó con los aportes teóricos de Olalla (2020), García (2020), Espinal (2019), entre otros y fue posible aprovechando el corte experimental y proyectivo del trabajo reflejado en las fases de diagnóstico de las condiciones actuales de iluminación, diseños de los escenarios con los productos seleccionados, evaluación financiera del proyecto y plan de implementación, lo que dio, según el análisis financiero, a proponer el sistema de iluminación Aeroled500 como la solución más rentable, con menor consumo energético y costos de mantenimiento, aspectos esenciales para la mejora del sistema de iluminación del Puerto Regional de Barranquilla, sirviendo de base para la implementación de la norma ISO 50001, ya que el proyecto cumple con los requisitos de la etapa de planificación energética y se constituye como un proyecto de los planes de mejora totalmente documentado. Lo que muestra la rentabilidad de este proyecto por lo cual se recomienda su aplicación.
Design of lighting system in the Regional Port Society of Barranquilla based on the Technical Regulation of lighting and public lighting
(Retilap).
Author: Laura Milena Fernández Varela Carlos Andrés Silva BallestasTutor: Ing. Rita Patricia Peña Baena Niebles
Thus, the present research aims to carry out a lighting system design in the Barranquilla Regional Port Society, taking into account the technical regulation of lighting and public lighting, since it currently does not have an environmentally friendly lighting system and that generate savings in energy consumption, on the contrary, conventional installed luminaires, based on metal helide technology, are characterized by a high cost of electrical energy, insufficient lighting and high maintenance costs. It was based on the theoretical contributions of Olalla (2020), García (2020), Espinal (2019), among others and was possible taking advantage of the experimental and projective cut of the work reflected in the diagnostic phases of current lighting conditions, lighting designs. the scenarios with the selected products, financial evaluation of the project and implementation plan, which led, according to the financial analysis, to propose the Aeroled500 lighting system as the most profitable solution, with lower energy consumption and maintenance costs, essential aspects for the improvement of the lighting system of the Regional Port of Barranquilla, serving as the basis for the implementation of the ISO 50001 standard, since the project complies with the requirements of the energy planning stage and is constituted as a project of the improvement plans totally documented. which shows the profitability of this project for which its application is recommended.
MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL MASTER IN INDUSTRIAL ENGINEERING
MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL MASTER IN INDUSTRIAL ENGINEERING
Beneficios de la polifuncionalidad laboral en la industria retail: Enfoque “K-Chaining” con incertidumbre en la demanda.
Benefits of polyfunctionality labor in the retail industry: “K-Chaining” approach with uncertainty in demand.
BENEFICIOS DE LA POLIFUNCIONALIDAD LABORAL EN LA INDUSTRIA RETAIL:
ENFOQUE “K-CHAINING”CON
INCERTIDUMBRE EN LA DEMANDA
Autor: Yessica Mercado Morales
Tutor: Ing. Cesar Henao Botero y Ing. Virginia González Valderrama
Resumen:
El recurso humano es un componente clave en cualquier empresa del sector servicios, su correcta planificación debe asegurar un adecuado nivel de servicio al cliente, pero también debe minimizar los costos laborales asociados a la prestación del servicio. En particular, en la industria retail la planificación de los recursos humanos enfrenta fenómenos predecibles como la estacionalidad de la demanda e impredecibles como su incertidumbre y el ausentismo no programado de personal.
La polifuncionalidad es una estrategia de flexibilidad laboral en la que las compañías educan a un conjunto de empleados para que éstos puedan desempeñar efectivamente un conjunto de tipos de tareas. Además, cuando los planes de polifuncionalidad son estructurados a través de políticas k-chaining es posible obtener la máxima flexibilidad para responder ante una demanda de personal incierta. A nivel estratégico, esta investigación diseña el plan de capacitación para una mano de obra polifuncional, tal que ante altos niveles de variabilidad en la demanda se pueda alcanzar los mayores ahorros en los costos de sobredotación y subdotación de personal y, a su vez, satisfacer los niveles de demanda requeridos. Se desarrollaron modelos de programación entera-mixta con demanda estocástica para resolver un problema de asignación de personal polifuncional bajo una política k-chaining con k≥2. Estos modelos fueron evaluados para manos de obra homogénea y heterogénea. Para un caso de estudio en la industria retail, los resultados mostraron que para altos niveles de variabilidad en la demanda una política k-chaining con k≥2 es más costo-efectiva que una política estricta con k=2 para alcanzar los máximos beneficios de la polifuncionalidad. Además, que los requerimientos de polifuncionalidad aumentan a medida que la incertidumbre de la demanda es mayor. También se observó que la consideración del fenómeno de aprendizaje y olvido permite obtener niveles de polifuncionalidad más ajustados a la operación real de una tienda de retail.
BENEFITS OF POLYFUNCTIONALITY LABOR IN THE RETAIL INDUSTRY:
“K-CHAINING” APPROACH WITH UNCERTAINTY IN DEMAND
Autor: Yessica Mercado MoralesTutor:
Ing. Cesar Henao Botero y Ing. Virginia González ValderramaAbstract:
Human resource is a critical component in any industry in the service sector. Its correct planning must ensure an adequate customer service level, but it also must minimize the labor cost associated with the provision of the service. In particular, in the retail industry, human resource planning must deal with predictable phenomena like demand seasonality and unpredictable ones such as demand uncertainty and unscheduled staff absenteeism.
Multiskilling is a work flexibility strategy in which companies educate a set of employees so that they can effectively perform a set of types of tasks. In addition, when Multiskilling plans are structured through k-chaining policies, it is possible to obtain maximum flexibility to respond to uncertainty in staff demand. At a strategic level, this research designs the training plan for a multi-skilled staff, such that in the face of high levels of variability in demand, the greatest savings can be achieved in the costs of over- and under-provisioning of staff and, in turn, satisfy the required demand levels. Mixed-integer programming models with stochastic demand were developed to solve a multiskilled staff assignment problem under a k-chaining a policy with k≥2. These models were evaluated for staff homogeneous and heterogeneous. For a case study in the retail industry, the results showed that for high levels of variability in demand, a k-chaining policy with k≥2 is more costeffective than a strict policy with k=2 to achieve maximum benefits of multiskilling. In addition, the multiskilling requirements increase as the uncertainty of the demand increases. It was also observed that the consideration of learning and forgetting allows obtaining levels of multiskilling more adjusted to the actual operation of a retail store.
DOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PhD
in Systems and Computers Engineering
DOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN
PhD in Sytems and Computers Engineering
Búsqueda y selección de servicios web con restricciones QOS en ambientes cloud computing AR_WSDS.
Searching and selecting web services with QOS constraints in cloud computing.
BÚSQUEDA Y SELECCIÓN DE SERVICIOS WEB CON RESTRICCIONES QOS EN AMBIENTES CLOUD COMPUTING AR_WSDS
Autor: Marco Antonio Adarme Jaimes
Tutor: Ing. Miguel Angel Jimeno Pava
En la actualidad la nube enfrenta problemas para la búsqueda y selección de servicios web, debido al gran número de servicios disponibles por los diferentes proveedores cloud y a la diversidad de criterios de calidad de servicio (QoS, por sus siglas en inglés) de cada uno de ellos. Muchos servicios pueden satisfacer un requisito con criterios de calidad similares. Debido a esto, los desarrolladores de software tienen que elegir los servicios más adecuados para una composición determinada. Esta tesis desarrolla una estrategia para el descubrimiento y selección de servicios web denominada Ar_WSDS, que basa su implementación en el funcionamiento sistemático de reconocimiento de patrones del cerebro. Los servicios web son representados como patrones hacer reconocidos por Ar\_WSDS, quien determina los servicios necesarios y suficientes que constituyen la composición y que cumplan con los criterios QoS que el desarrollador defina. El proceso de reconocimiento da como resultado un conjunto de servicios web que cumplen con una métrica de calidad para cada uno de sus servicios como para el servicio compuesto.
Ar_WSDS ofrece una nueva visión de reconocimiento que permite dividir el problema de selección en tareas funcionales y descriptivas. El sistema es concebido desde una arquitectura por componentes, principio que brinda granularidad y adaptación para la adición nuevos criterios QoS. Los resultados de la evaluación del sistema demuestran la efectividad del proceso de descubrimiento y selección, y de categorización o ranking de servicios que ofrecen un mayor rango de búsqueda y selección, frente a otros enfoques.
Ar_WSDS propone para los desarrolladores una forma novedosa de seleccionar servicios a partir de métricas definidas por criterios QoS ofreciendo un apoyo en la etapa del diseño de la composición donde se deben establecer los servicios involucrados en ella y como estos afectan a la aplicación que los irá a desplegar, con la estrategia diseñada el desarrollador podrá analizar el comportamiento a nivel molecular y atómico de sus servicios. Adicional a esto, el mecanismo puede ser utilizado en otros contextos donde el concepto de criterio QoS sea utilizado, a citar algunos:
• Selección de microservicios a partir de criterios de calidad de una arquitectura dada.
• Jerarquización de arquitecturas cloud a partir de criterios de calidad de proveedores.
• Sistemas orquestadores para seleccionar el funcionamiento y disponibilidad de elementos software, para proveer funciones clasificadoras que un contenedor debe tener bajo unas métricas de utilización.
SEARCHING AND SELECTING WEB SERVICES WITH QOS CONSTRAINTS IN CLOUD
COMPUTING
Autor: Marco Antonio Adarme Jaimes
Tutor: Ing. Miguel Angel Jimeno Pava
Currently, Cloud is facing problems in the search and selection of web services due to many services available from different cloud providers and the diversity of QoS (Quality of Service) criteria of each service. Multiple services can satisfy a requirement with similar QoS criteria. Due to this, software developers have to choose the most appropriate services for a given composition. This thesis develops a strategy for web service discovery and selection called Ar_WSDS, which bases its implementation on the systematic pattern recognition performance of the brain. Web services are represented as patterns to be recognized by Ar_WSDS, which determines the necessary and sufficient services that constitute the composition and meet the developer's QoS criteria. The recognition process results in a set of web services that meet a quality metric for each of their services and the composite service.
Ar_WSDS shows a new vision of recognition that allows the selection problem to be divided into functional and descriptive tasks. The system is conceived as a component-based architecture, a principle that provides granularity and adaptability for new QoS criteria. The system's evaluation results show the effectiveness of the discovery and selection process and the categorization or ranking of services that offer a more comprehensive range of search and selection versus other approaches.
Ar_WSDS proposes a novel way for developers to select services based on metrics defined by QoS criteria, offering support in the composition design stage where the services involved in the composition must be established and how they affect the application that will deploy them. With the designed strategy, the developer will be able to analyze the behavior at molecular and atomic level of his services. In addition to this, the mechanism can be used in other contexts where the concept of QoS criteria is used, such as the following:
• Microservices selection based on quality criteria of a given architecture.
• Cloud architectures hierarchization based on vendor quality criteria.
• Orchestration systems to select the performance and availability of software elements, to provide classifier functions that a container must have under utilization metrics.
Ingenierías College of Engineering
Vigilada Mineducación
