Proyectos posgrados Ingenierías 2023-10

Proyectos

Posgrados 3

Graduate Projects 2023-10

Primer Semestre Académico División de Ingenierías

First Academic Semester College of Engineering

CUERPO DIREC TIVO 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 / Industrial Engineering

Carlos Arteta: Ingeniería Civil y Ambiental / Civil and Environmental Engineering

Miguel Jimeno: Ingeniería de Sistemas y Computación / Systems Engineering

Adriana Arango: Ingeniería Eléctrica y Electrónica / Electrical and Electronics Engineering

Antonio Bula: Ingeniería Mecánica / Mechanical Engineering

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

Lucy García: 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 Electronics 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)

Presentación

Preface

Doctorado en Ingeniería Mecánica

Ph. D in Mechanical Engineering

Maestría en Ingeniería Civil

Master in Civil Engineering

Doctorado en Ingeniería Civil

Ph.D in Civil Engineering

Maestría en Ingeniería Administrativa

Master of Engineering Management

Maestría en Ingeniería Ambiental

Master in Environmental Engineering

Maestría en Ingeniería Industrial

Master in Industrial Engineering

Doctorado en Ingeniería Industrial

PRESENTACIÓN

Tengo el placer de presentar los proyectos de Posgrados de la División de Ingenierías que fueron realizados en el Primer Semestre académico de 2023. La División de Ingenierías es una de las más robustas de la Universidad del Norte: cuenta con 6 programas de pregrados, 10 maestrías, y 5 doctorados. Además, un amplio portafolio de especializaciones que son ofrecidas desde la Dirección de Especializaciones de la Universidad.

En 2010 los seis programas de pregrado en Ingeniería: 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 y 2022 obtuvieron la renovación de la acreditación ABET.

De igual manera, la mayoría 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, Maestría en Ingeniería Eléctrica y el Doctorado en Ingeniería Mecánica.

Los departamentos de la División de Ingeniería agrupan a 68 doctores y 17 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. 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 Ingenierías

PREFACE

I am pleased to present the Engineering Graduate projects that were made in the First Academic Semester of 2023. The College of Engineering is one of the most robust of the Universidad del Norte: it has 6 undergraduate programs, 10 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 and 2022 they obtained the renewal of ABET accreditation.

Mayority 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 Ambiental Engineering, Master in Mechanical Engineering, Master in Systems and Computer Engineering, Master in Civil Engineering, Master in Industrial Engineering, Master in Electronics Engineering, Master in Electrical Engineering and Ph. D in Mechanical Engineering.

The departments of the College of Engineering bring together 68 doctors and 17 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. The research carried out by these groups 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

DOCTORADO EN INGENIERÍA MECÁNICA

Ph. D. in Mechanical Engineering

DOCTORADO EN INGENIERÍA MECÁNICA

Ph. D. in Mechanical Engineering

Desalineamientos combinados en sistemas de transmisión de engranajes rectos de una etapa: un enfoque semiempírico.

Combined misalignments in spur gear transmission systems: a semi-empirical approach.

Desalineamientos combinados en sistemas de transmisión de engranajes rectos de una etapa: un enfoque semiempírico

Autor: Rafael Eduardo Tuirán Villalba

Tutor:

Heriberto Enrique Maury Ramírez . Ph.D

Codirector de trabajo : - Héctor Águila Estrada. Ph.D

Esta tesi s aborda la falta de integración metodológica en el proceso de diseño de sistemas de transmi sión de potencia por engranajes, considerando su comportamiento vibratorio. De esta manera, un área inexplorada es el estudio de los efectos de los desalineamientos co mbinados en sistema s de transmisión de una sola etapa. Actualmente, las investigaciones se centran principalmente en desalineamientos individuales y aún no se ha desarrollado el estudio de las vibraciones bajo desalineamientos combinados, que reflejan mej or los escenario s del mundo real. Esta investigación pretende ser el primer trabajo publicado sobre est e tema, analizando los efecto s de los desalineamientos combinados en las mediciones de vibraciones en la base de los rodamientos y en los esfuerzos de flexión de los dientes de los engranajes

Para realizar el estudio experimental, se diseñó, construyó y ajustó un banco de pruebas de desalineamientos capaz de generar desalineamientos radiales, axiales y angulares en un sistema de transmisión de engranajes rectos de una etapa. Se evaluaron todas las combinaciones posibles de niveles extremos de desalineami entos para un par de engranajes rectos para identificar tendencias en la respuesta vibratoria. Además, se desarrolló un modelo teórico para el á rea de contacto proyectada de los dientes engranados para comprender l a relac ión entre el área de contacto y la respuesta vibrato ria. Analizando el cambio de espectros se determinó la influencia de diferentes desalineamiento s y sus co mbinaciones en las med iciones de vibraciones.

Se desarrolló un modelo híbrido para estimar l as ac eleracion es en los rodamientos, utilizando un modelo de elementos finitos para estimar el esfuerzo de flexión en los dientes y un modelo analítico para estimar la s señales de vibración en los rodamientos en función de la fuerza en el punto de contacto del eje del engranaje. El modelo demostró una alta correlación en comparació n con los resultados experimentales, validando su eficacia. Se propusieron recomendaciones de diseño considerando zonas de interés de esfuerzo y vibraci ón. La tesi s c oncluye presentando los principales hallazgos y sugiriendo futuros trabajos de investigación relacionadas con el tema.

Combined misalignments in spur gear transmission systems: a semi-empirical approach

Author: Rafael Eduardo Tuirán Villalba

Tutor: Heriberto Enrique Maury Ramírez. Ph.D

Co-Tutor: - Héctor Águila Estrada. Ph.D

This thesis addresses the lack of methodological integration in the design process of gear power transmission syst ems, considering t heir vibratory behavior. In this way an unexplored area is the study of the effects of co mbined misalignments in single -stage transmission sy stems. Currently, resea rches primarily focus on individual misalignments, and the study of vibrations under combined misalignments, which better reflect real-world scenario s, is not develo ped yet. This resea rch aims to be the first report ed work on this topic, analyzing the effect s of combined misalignments on vibration measurements at th e base of the bearings and the bending stress of the gear teeth.

To conduct the experimental study, a misalignment test bench capable of generating radial, axial, and angular misalignments in a single -stage spur gear transmission system wa s designed, built, and fine -tuned. All possible combinations of extreme misalignment level s for a pair of spur gears were evaluated to identify trends in vibration response. Additionally, a theoretical model for the projected contact area was developed to understand the relationship between the contact area and vibratory response. By analyzing the change in spectra, the influence of different misalignments and their combinations on vibration measurements was determined.

A hybrid model was developed to estimate accelerations in the bearings, utilizing a finite element model to estima te bending s tress in the teeth and an analytical model to esti mate vibration signals in the bea rings based on the force at the gear -shaft contact point. The model demon strat ed a hi gh correlation when co mpared with experimental results, validating its effecti veness. De sign recommendations considering stress and vibration areas o f interest were proposed. The thesis concludes by presenting the findings and suggesting future resea rch directions relat ed to the subject.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL

MASTER IN CIVIL ENGINEERING

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL

MASTER IN CIVIL ENGINEERING

Diseño de pilotes inclinados sometidos a fuerzas horizontales, de compresión y extracción para turbinas eólicas offshore en Bocas de Ceniza, Barranquilla, Colombia.

Design of batter piles subjected to lateral, compression, and uplift forces for offshore wind turbines at Bocas de Ceniza, Barranquilla, Colombia.

Análisis experimental del acople entre Desalinización de Agua de Mar (DAM) y Energía de Gradiente Salino producida por Osmosis Retardada por Presión (ORP) para la cogeneración de agua potable y electricidad en el contexto del Caribe Colombiano: Pretratamiento, desempeño, eficiencia y sinergias existentes.

Experimental analysis of the couplig between Seawater Desalination (SWRO) and Salt Gradient Energy produced by Pressure Retarded Osmosis (PRO) for the cogeneration of potable water and electricity in the context of the Colombian Caribbean: Pretreatment, performance, efficiency and syenergies.

Inferencia de parámetros y selección de modelos para caracterización del comportamiento cíclico de suelos .

Inference of parameters and selection of models for characterization of the cyclic behavior of soils.

Estudio y análisis del comportamiento del concreto reforzado con barras de refuerzo convencional y barras GFRP.

Study and analysis of the behavior of concrete reinforced with conventional reinforcement bars and GFRP bars.

Caracterización del Comportamiento Estructural del Sistema Aporticado Pre-Código en Concreto Reforzado Colombiano a través de Análisis No Lineal Estático.

Characterization of the Structural Behavior of the Pre-Code Porticoed System in Colombian Reinforced Concrete through Static Nonlinear Analysis.

Evaluación del índice de vegetación de diferencia normalizada en la cuenca del Canal del Dique respecto a condiciones de variabilidad hidrológica, topográfica y de uso de suelo.

Evaluation of the normalized difference vegetation index in the Canal del Dique basin with respect to conditions of hydrological, topographic and land use variability.

Evaluación de un sistema de prevención catódica e inhibidor de corrosión en estructuras de concreto con grietas en ambiente marino simulado.

Evaluation of a cathodic prevention and corrosion inhibitor system in concrete structures with cracks in a simulated marine environment.

Estudio de los parámetros de adherencia para el diseño de losas en sección compuesta en Colombia. Study of adhesion parameters for the design of composite section slabs in Colombia.

Evaluación del extracto de biomasa de microalga Chlorella sp. como inhibidor de la corrosión del concreto reforzado en ambientes marinos.

Evaluation of the microalgae biomass extract Chlorella sp. as a corrosion inhibitor of reinforced concrete in marine environments.

Evaluación del riesgo estructural de muros ordinarios diseñados con ACI 318-19 sometidos a amenaza sísmica intermedia.

Structural risk assessment of ordinary walls designed with ACI 318-19 subjected to intermediate seismic threat.

Caracterización del comportamiento estructural del sistema aporticado post 1984 en concreto reforzado colombiano a través de análisis no lineal estático.

Characterization of the structural behavior of the post-1984 portico system in Colombian reinforced concrete through static nonlinear analysis.

Desarrollo de una mezcla de mortero adicionado con óxido de grafeno sintetizado en laboratorio.

Development of a mortar mixture added with graphene oxide synthesized in the laboratory.

DISEÑO DE PILOTES INCLINADOS SOMETIDOS A FUERZAS HORIZONTALES, D E COMPR ESIÓN Y EXTRACCIÓN PARA TURBINAS EÓLICAS OFFSHORE EN BOCAS DE CE NIZA,

BARRANQUILLA, COLOMBIA

Autor: Enrique David Donado Monsalvo

Tutor: Ruben Tovar. Ph.D

Los pilotes son las est ructuras de soporte más utilizadas en pro yecto s de turbinas “offshore”. Sin embargo, estos pilotes convencionales tienen dificultades para soportar la s grandes cargas l ateral es a la s que se ven somet idos en este tipo de ambiente. P or esta razón, se ha inve stigado el comport amiento de lo s pilotes inclinados en medios “offshore”, ya que esto s t ienden a soport ar mejor la s carga s laterales.

En la presente investigación se ha realizado un estudio para determinar la s vari ables más i mportantes que afectan el d iseño de pilotes inclinados sometidos a carga s laterales, cargas de extra cción y co mpresión para estruct ura s de soporte tipo “jacket”. El objetivo es diseña r pilotes inclinados p ara a renas en aguas someras en Bocas de Ceniza, Ba rranquilla, Atlántico, C olombia.

Adicionalmente se proponen metodología para diseñar pilotes inclinados, y se recopiló informaci ón metaoc eánica de la zona de estudio. L os resultados calculado s mediante el uso de ecuaciones son evaluados por medio de elementos fini tos con el software plaxis 3d.

Los resultados obtenidos muestran que las c apacidades de carga lateral de los pilotes inclinados aumentan cuando el ángulo de inclinación es negativo, pero disminuyen cuando es positivo. E n cuanto a la s capacidades a compresión, éstas siempre disminuyen cuando se varía el ángulo de inclinació n, ya sea positivo o negativo. P or último, las capacidades a extrac ción alcanzan su máximo para una inclinación cercana a los 20° para arenas densa s, mientra s que para arena s suelt as siempre disminuyen al aumentar la inclinación del pilote.

DESIGN OF BATTER PI LES SUBJECTED TO LATERAL, COMPRESSION, AND UP LIFT FORCES FOR OFFSHORE WIND TURBINES AT BOCAS DE CENIZA, B ARRANQUILLA, COLOMBIA

Author: Enrique David Donado Monsalvo

Tutor: Ruben Tovar. Ph.D

Pile foundations are the mo st co mmonly used support structures in offshore turbine projects. However, conventional piles face diffic ulties in supporting the large lateral loads experienced in this type of environment. F or this reason, the behavior of batter piles in offshore project s has been i nvestigated as they tend to better bear lateral loads.

This resea rch aims to study the most importan t variables that affect the design of inclined piles subjected to lateral loads, uplift forces, and compression for j ackettype support structures. T he objective is to design battered piles for sandy soil conditions in shallow waters in Bocas de Ceniza, Barranquilla, Atlántico, C olombia.

Additionally, methodologies are proposed for designing battered piles, and metaoceanic information from the study a rea i s coll ected. The results obtained through equation-based calculations are evaluated usin g finite element ana lysi s with plaxis 3d software.

The findings show that the lateral load capacities of batter piles increase when the inclination angle is negative b ut decrease when it is positive. Regarding axial bearing capacities, always decrease when the inclination angle is varied, whether positive or negative. Finally, uplift capacities reach their ma ximum at an inclination angle close to 20° for dense sands, wh ile for loose sands, they always decrease as the pile inclination increases.

Análisis experimental del acople entre Desalinización de Agua de Mar (DAM) y Energía de Gradiente Salino producida por Osmosis Retardada por Presión (ORP) para la cogeneración de agua potable y electricidad en el contexto del Caribe Colombiano: Pretratamiento, desempeño, eficiencia y sinergias existentes

Autor: Anggie Cala Barceló

Tutor: Aymer Maturana Córdoba. Ph.D

Este estudio se enfoca en el desarrollo de procesos so stenibles pa ra superar l a escasez de agua y energía en la Región Caribe de Col ombia. Se analiza l a cogeneración de agua y energía utilizando tecnologías de membranas, específicamente la desaliniza ción y la energía de gradiente salino. Se realiza una etapa experimental utilizando agua real del Río Magdalena y del Mar Caribe, seguida de un análisis aplicado y una evaluación económica, energética y de calidad del agua. Los resultados experimentales demuest ra n que el acoplami ento de una etapa de filtración convencional seguida de ultrafiltra ción es efectivo para tratar el agua del Río Magdalena y el Mar Caribe. Se logran reducciones significativas en turbiedad y carbono orgánico total, cumpliendo con los requisitos de las tecnologías de ósmosis inversa y ósmosis retardada por presión.

En cuanto a la configuración de las tecnologías acopladas, se determina que coloca r la ósmosis retardada por presión antes de la ósmosis inversa es la mejor opción en este estudio. Esto se debe a una mejor eficienc ia y menor con sumo energético en el proceso de ó smo sis inversa. La evaluación económica muestra que el proceso escalado tiene un costo de capital (CAPEX) de $11,185,772.76 (USD) y un costo operativo (OPEX) de $50,280,306.45 (USD). Se observa una reducción del 40% en los costos energéticos al acoplar las tecnologías de membranas en compara ción con la ósmo sis inve rsa en solit ario. En términos d e calidad de agua, se cumplen lo s parámetro s establecidos en la Resolución 2115 de 2007. Estos resultados son relevantes para el desarrollo de tecnologías que impulsen la transición energética y el aprovechamiento sost enible de los recursos hídricos y energéticos en la Región Caribe. Además, brindan una base para futuras investigaciones y pueden ofrecer soluciones a comunidades que enfrentan problemas de escasez de agua y energía en entornos simil ares.

Experimental analysis of the coup ling between Seawater Desalination (SWRO)

and Salt Gradient

Energy produced by Pressure Retarded Osmosis (PRO) for the cogeneration of potable water and electric

ity in the context of the Colombian Caribbean:

Pretreatment,

p erformance, efficiency, and synergies.

Author: Anggie Cala Barceló

Tutor: Aymer Maturana Có rdoba. Ph.D

This study focuses on developing sustainable processes to overcome water and energy scarcity in the Caribbean Region of Colombia. Water and energy coge neratio n using membrane technologies, speci fically desal ination and saline gradient energy, is analyzed. An experimental stage u ses natural water fro m the M agdalena River and the Caribbean Sea, followed by an applied analysis and an economic, energy, and water quality evaluation. The experimental results demonstrat e that coupling a conventional filtration stage followed by ultrafiltration is effec tive for treating water from the Magdalena River and the Caribbean Sea. Significant reductions in turbidity and total organic carbon are achiev ed, meeting the requirements of rev erse osmosi s and retarded pressure osmosi s technologies. Regarding the configuration of the coupled technologies, it is determined that placing the pressure retarded osmo sis before reve rse o smo sis is the best option in this study. This is due to better efficienc y and lower energy consumption in reverse osmo sis. The economic evaluation shows that the scaled-up process has a capital cost (C APEX) of $11,185,772.76 (USD) and an operating cost (OPEX) of $50,280,306.45 (USD). A 40% reduction in energy cost s is observed when coupling membrane technologies compared to reverse osmosi s alone. The parameters established in Resolution 2115 of 2007 are satisfied regarding water quality. These results are rel evant for developing technologies that promote the energy transition and the sustainable use of water and energy resources in the Caribbean Region. They also provide a basis for future resea rch and may offer solutions to c ommunities facing water and ener gy scarcity problems in simila r environments.

INFERENCIA D E PARÁMETROS Y SELECCIÓN DE MODELOS PARA CARACTERIZACIÓN DEL CO MPORTAMIENTO CÍCLICO DE SUELOS

Autor: Juan Manuel Guardo García

Tutor: Vicente Mercado. Ph.D

El trabajo propone una metodología Bayesiana para la calibración de parámetros de modelos esfuerzo-deformaci ón para la caracteri zación del comportamiento cíclico de suelos. D icha metodología ofrece una cuanti ficación de la inc ertidumbre de lo s parámetro s asociada al proceso de calibra ción, a la vez que permit e comparar de manera objetiva el desempeño de los modelos. La metodología permite estima r los valores óptimos de los parámetro s y seleccio nar el modelo más adecuado para construir las curvas del módulo de reducción de cortante de los suelos analizados. Se realiza ron ensayos tri axiales cíclico s en dos suel os arcilloso s de diferentes ubicaciones en la ciudad de Barranquilla, a partir de los cuales se obtuvieron datos para la calibración de tres modelo s de curvas de degradación del módulo cortante. Estos modelos se compararon utilizando un enfoque estadístico basado en el “factor de Bayes”. Adicionalmente, se empleó el enfo que Bayesiano para determinar la incertidumbre asoci ada a lo s pará metro s c alc ulados durante la c alibración de lo s modelos evaluados.

INFERENCE OF PARAMETERS AND SELE CTION OF MODELS FOR CHARACTERIZATION OF THE CYCLIC BEHAVIOR OF SOILS

Author: Juan Manuel Guardo García

Tutor: Vicente Mercado. Ph.D

The work proposes a Baye sian methodology for t he calibration of parameters of st ressstrain models for the charact erization of the cycl ic behavior of soils. This methodology offers a quantification o f the uncertainty of the parameters associated with the calibration process, while allowing the performance of the models to be objectively compared. The methodolog y allows estimating the optimal values of the para meters and selecting the most appropriate model to c onstruct the shear reduction module curves of the analyzed soils. Cyclic triaxial tests were carried out on two clay soils from different locations in the city of Barranquilla, from which data were obtained for the calibration of three shear modulus degradation curve models. These models were compared using a statistical approach based on the “Bayes facto r”. Additionally, the Bayesian approach was u sed to d etermine t he uncertainty associated with the parameters calculat ed during the calibration of the evaluated models.

Estudio y análisis del comportamiento del concreto reforzado con barras

de refuerzo convencional y barras GFRP.

Autor: Yonatan Diaz Vanegas

Tutor: Andrés Guzmán Guerrero, Ph.D

En la presente investigación se desarrolla un estudio del comportamiento del concreto reforzado con barras de refuerzo convencionales y por otro lado reforzado con barras de GFRP. Se analizaron mecánicamente las barras de GFRP para obtener sus propiedades de resistencia a cortante, flexión y tensión. Al obtener las propiedades mecánicas, se realizó una modelación computacional a través de OpenSees donde se obtuvieron los diámetros de refuerzo longitudinal a usar para cada material de refuerzo, además de un diseño teniendo en cuenta filosofías de diseño como la ACI 318 para las barras convencionales y la ACI 440 para las barras GFRP siendo usadas como refuerzo longitudinal de elementos tipo viga de concreto. Las tipologías de falla evaluadas con los elementos tipo viga fueron a cortante y flexión midiendo su carga de falla y deflexión máxima en el punto medio. En el apartado de los ensayos a cortante se encontró que el refuerzo longitudinal de acero otorga un 25% más de aporte a la resistencia al cortante de la sección de viga comparado con el refuerzo de GFRP. Mientras que en el apartado de ensayos a flexión se encontró que las deflexiones de los elementos tipo viga reforzados con GFRP eran cercanas al doble de las deflexiones presentadas en las vigas reforzadas con acero. Finalmente se valida la necesidad de que la filosofía de diseño ACI 440 para barras GFRP sea incluida en la normativa local, ya que, presenta una estimación adecuada de la capacidad de la sección usando las barras de GFRP presentes en el contexto colombiano.

Study and analysis of the behavior of concrete reinforced with conventional reinforcing cement Bars and GFRP bars

Author: Yonatan Diaz Vanegas

Tutor: Andrés Guzmán Guerrero, Ph.D

In the present investigation, a study of the behavior of concrete reinforced with conventional reinforcing bars and reinforced with GFRP bars is developed. The GFRP bars were mechanically analyzed to obtain their shear, bending and tensile strength properties. When obtaining the mechanical properties, a computational modeling was carried out through OpenSees where the diameters of longitudinal reinforcement to be used for each reinforcement material were obtained, in addition to a design taking into account design philosophies such as ACI 318 for conventional bars and ACI 440 for GFRP bars being used as longitudinal reinforcement of concrete beam-type elements. The failure typologies evaluated with the beam-type elements were shear and bending, measuring their failure load and maximum deflection at the midpoint. In the shear tests section, it was found that the longitudinal steel reinforcement provides a 25% greater contribution to the shear resistance of the beam section compared to the GFRP reinforcement. While in the section of flexural tests, it was found that the deflections of the beam-type elements reinforced with GFRP were close to double the deflections presented in the beams reinforced with steel. Finally, the need for the ACI 440 design philosophy for GFRP bars to be included in local regulations is validated, since it presents an adequate estimate of the capacity of the section using the GFRP bars present in the Colombian context.

Caracterización del Comportamiento Estructural del

Sistema Aporticado Pre -Código en Concreto Reforzado

Colombiano a través de Análisis No Lineal Estático

Autor: Nicolas Quintero Quintero

Tutor: Carlos Alberto Arteta Torrents. Ph.D

Esta investigación analiza el comport amiento no lineal de las edificaciones const ruidas en Colombia antes de la expedición de las norma s si smo resi stentes. Aunque para esta época existían códigos internacionales de referencia en general no eran aplicados, tanto así que los ingeniero s colombianos a sumía n que los edificios meno res de 5 pisos no eran su sceptibles a los efecto s de la s cargas sísmi cas. La inve stigación parte con la recolección de los diseños a rquitectónicos y estructurales, y una revisión literaria de los mét odos usados en el diseño colo mbiano pre -no rmativo, con esto se construyó una base datos, a la cual se hizo un análisis est adístico de los parámetros estructural es, para generar una matriz de 64 modelos representativos de las edificaciones de la época. Los modelos de interés fueron diseñados y analizados por medio de técnicas de análisis no lineal está tico para evaluar su resist encia y desplazamiento frent e a cargas laterales extremas. Los resultados indican que las edificaciones menores de 5 pisos tienden a presentar falla s a cortante y en general tienen limitada capacidad y ductilidad debido a su deta llado defi ciente. Estas edificaciones, al ser const ruidas antes de la adopción de los códigos actuales, representan un reto para su conservación y seg uridad estructural. Son testimonio de cómo la evolución de lo s códigos de const rucci ón ha sido c rucial par a proteger vidas y bienes en situaciones de desa stres naturales.

Characterization of the S tructural Behavior of the Pre -

Code Porticoed System in Colombian Reinforced Concrete through Static Nonlinear Analysis

Author: Nicolas Quintero Quintero

Tutor: Carlos Alberto Arteta Torrents. Ph.D

This resea rch analyzes the non -linear behavior of buildings built in Colombia before the issuance of earthquake resistant standards. Although at this time there were international reference codes, they were not generally applied, so much so that Colombian engineers assumed that buildings smaller than 5 stories were not susceptible to the effects o f sei smic loads. The resea rch begins with the collection of architectural and structural designs, and a litera ry review o f the methods used in prenormative Colombian design, with this a database was built, to which a statistical analysis of the structu ral paramet ers was made. to generate a matrix of 64 representativ e models of the buildings of the time. The models of intere st were designed and analyzed using nonlinear static analysis techniques to ev aluate their resist ance and displacement against extreme l ateral loads. The results indicate that buildings less than 5 stories tend to present sh ear failures and in general have limited capacity and ductility due to poor detailing. These buildings, being built before the adoption of current codes, represent a challeng e for their con servation and structural safety. They are t estimony to how the evolution of building codes has been crucial to protecting lives and property in natural disaster situations.

Evaluación del índice de vegetación de diferencia

normalizada en la cuenca del Canal del Dique respecto a condiciones de variabilidad hidrológica, topográfica y de uso de suelo

Autor: Leydis Lucía Villadiego Rojas

Tutor: Humberto Ávila, Ph.D

La presente investigación evaluó el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) para la cuenca del Canal del Dique en función de las condiciones hidrológicas del sector, la topografía y los c ambios de uso de suelo en la cuenca.

En la investigación se utiliza ron imágenes MOD 13Q1 para el cálculo del NDVI en la cuenca del Canal del Dique. La cuenca fue deli mitada a parti r de una imagen ASTER Level 1T. Se escogieron 50 fechas de análi sis entre los años 2000 y 2022 teniendo en cuenta meses lluviosos, secos, de condición antecedente seca y de condición antecedente húmeda. La información meteorológica se obtuvo de los registro s históricos de 12 estaciones IDEAM que fueron s elec cionadas a partir de la disponibilidad de información y de la distribución espacial a lo largo de la cuenca.

Los resultados del análisis muest ran una co rrel a ción positiva y fu erte entre el NDVI y la precipitación total mensual en la cuenca; sin embarg o, el mejor ajuste y correlación se alcanzó entre el NDVI y la precipitación antecedente. En cuanto a la topografía, se observa que la parte alta de la cuenca respon de de mejor manera en cuanto a la cobertura vegetal ante c ambios en las condiciones climáti cas. Sect ores de mayor elevación logran mantener valores medios y altos de NDVI aún en condición antecedente sec a. Los cambios de uso de su elo entre lo s años 2000 y 2022 han generado una disminución general de la cobertura de vegetación densa a lo largo de la cuenca, tanto en temporadas lluviosa s cómo en tiempos de sequía.

Finalmente se propusieron medidas o estrategias de mitigación que pueden ser implementadas en la cuenca del Canal del Dique para afrontar temporadas de sequía y que permitan mantener una buena cobertura vegetal.

Evaluation of the

normalized

differ

ence

vegetation

index in the Canal del Dique basin with respect to conditions of hydrolog ical, topographic and land use variability

Author: Leydis Lucía Villadiego Rojas

Tutor: Humberto Ávila, Ph.D

The present inve stigation evaluated the Normalized Difference Vegetati on Index (NDVI) for the Canal del Dique basin based on the hydrological conditions of the sector, topography and land use changes in the basin.

In the research, MOD13Q1 images were used to calculate the NDVI in the Canal del Dique basin. The basin was delimited from an ASTER L evel 1T image. 50 analysis dates were chosen between the ye ars 2000 an d 2022 taking into a ccount rainy, dry, dry antecedent condition and wet antec edent c ondition months. The meteo rological information was obtained from the historical records of 12 IDEAM s tations that were selected based on the availability of information and the spatial distribution throughout the basin.

The analysis results show a positive and strong correlation between NDVI and total monthly precipitation in the basin; However, the best fit and correl ation was achieved between NDVI and antecedent precipitation. Regarding topography, it is observed that the upper part of the basin responds better in terms of vegetation coverage to changes in climatic conditions. Higher el evation sectors m anage to maintain medium and high NDVI values even in dry antecedent conditions. Land use changes between the years 2000 and 2022 hav e generated a general dec rease in dense vegetation cove rage throughout the basin, both in rainy seasons and in times of dro ught.

Finally, mitigation measures or st rategies were proposed that can be implemented in the Canal del Dique basin to fac e drought seasons and that allow maintaining good vegetation cover.

Evaluación de un sistema de prevención catódica e

inhibidor de corrosión en estructuras de concreto con grietas en ambiente marino simulado

Autor: Alejandro Enrique Hoyos Castro

Tuto

r: Margareth Dugarte Coll. Ph.D

Codirector de trabajo : Ana Fonseca Reyes. MSc

El presente proyecto de inve stigación evaluó lo s efectos de la prevención catódica e inhibidor de corrosión en elementos de concreto agrietados en ambiente marino simulado. P ara desarrollar la investigación se c onstruyeron 24 prismas de concreto con dimensiones de 15x10x40 c m con una barra longitudinal de 1/2" de diámetro, con una longitud expuesta en el interior del espécimen de 20 cm. El sistema de prevención catódica selec cionado fue un sistema por corri ente impresa que consta de dos cinta s de titanio activado dispuestas en sentido longitudinal y un electrodo de referencia interno de titanio a ctivado tipo b astón, los nivel es de protección seleccionados fueron de -550mV y -600mV. Los tamaños de griet a seleccionados para el estudio fueron de 0 5 mm y 1 0 mm

Se realizaron mediciones a los elementos de control y con inhibidor de corrosión, monitoreando los potenciales de corro sión a lo l argo del tiempo. Para los especímenes polarizados, los ajustes de potencial se reali za ron usando el electrodo saturado de Calomel (SCE), adicionalmente, para determina r la efectividad del si stema se realizó el ensayo de depolarización, desconectando cad a espécimen por 24h y registr ando la caída de potencial a 1, 4 y 24 horas. Por último, se realizó el en sayo de i mpedancia en los especí menes no polarizados con y sin inhibidor para determinar las tasa s de corrosión para cada ancho de grieta evaluad o. Los niveles de polarización más negativos que -550 mV resultan ser suficientes para mantener al acero de refuerzo en estado pasivo en ambientes contaminados por cloruros y el crit erio de 100 mV de depolarización se satisface para todos los niveles de protección sin importar el ancho de grieta. La dosificaci ón del inhibidor de corrosión comerci al no resultó ser útil para disminuir la tasa de corro sión del acero de refuerzo en especí menes con grietas de 1.0 mm. Para tamaños de grieta inferiores a este valor, los beneficios son muy limitados.

Evaluation of a cathodic prevention and corrosion inhibitor system in concrete structures with cracks in a simulated marine environment

Author: Alejandro Enrique Hoyos Castro

Tutor: Margareth Dugarte Coll. Ph.D

Co-tutor: Ana Fonseca Reyes. MSc

The present research project evaluat ed the effect s o f cathodic prev ention and corrosion inhibitor on cracked concrete element s in a simulated marine environment. To carry out the research, 24 concrete prisms with dimensions of 15x10x40 cm were built with a longitudinal bar of 1/2" in diameter, with an exposed length inside the specimen of 20 c m. The cathodic prevention system selected was a system by impressed current consisting of two activa ted tit anium ribbons arranged longitudinally and an internal rod -type a ctivated titanium reference el ectrode, the prot ection level s selected were -550mV and -600mV. The crack sizes selected for the study were 0.5 mm and 1.0 mm.

Measurements were made to the c ontrol elements and with corrosion inhibitor, monitoring corrosion potentials over time. For the polarized specimens, the potential adjustments were made using the saturated Calomel electrode (SCE). Additionally, to determine the effectiveness of the syst em, the depolarization test was performed, disconnecting each specimen for 24 hours and recording the potential drop to 1. 4 and 24 hours. Finally, the impedance test was performed on the non -polarized specimens with and without inhibit or to determine the corrosi on rates fo r each evaluated crack width. Polarization levels more negative than -550 mV are found to be sufficient to ke ep reinforcing steel in a passive state in chloride -contaminated environments and the 100 mV depolarization c riterion is satisfied for all prot ection levels regardless o f cra ck width. The dosage of the commercial co rrosion inhibitor was not useful to reduce the co rrosion rat e of the reinforcing steel in specimens with 1.0 mm crack s For crack sizes smaller than this val ue, the benefits are very li mited

Estudio de los parámetros de adherencia para el diseño de losas en sección compuesta en Colombia

Autor: Juan Diego Velásquez Laborde

Tutor: Andrés Fernando Guzmán Guerrero. Ph.D

La adherencia en losas de sección compuesta (LSC) es un parámetro importante en el comportamiento estructural de estas losas, ya que garantiza la t ransferencia eficiente de cargas entre lá mina de acero y bloque de concreto, permitiendo resistir las carga s de servicio y proporcionando capaci dad mecánica en la estructura. En la presente investigación, se estudian los parámet ros de adherencia existentes en LSC mediante la elaboración y ejecución de 39 especí menes con base a la norma ANSI/SDI T-CD-2017 Test Standard for Composite Steel Deck – Slabs. El objetivo es estima r la resist encia ante el co rtante longitudinal, analizando su comportamiento frente a luces de corte de 300 mm y 600 mm en diferentes t ipologías de láminas de acero. Estas láminas tienen alturas de cresta de 2" (MD2) y 3" (MD3), y espesores de 0.75 mm, 0.90 mm y 1.20 mm. Los resultados muestran que las LSC con luces de co rte mayor presentan una menor resist encia, presentando una falla por cortante longitudinal. Por otro lado, para la s luces de corte meno r se tiene una mayor resistenci a, mientra s que se presenta una falla por c ortante t ransversal. Finalmente, se proponen ecuaciones que modelan el comportamiento de c ada tipología de lámina en función del espesor. Dichas ecuaciones tienen un porcentaje de error promedio del 5 30% ± 3 52% para las losa s MD2 y del 4.69 ± 3.36% para la s losas MD3, cumpliendo con los lineamientos de normativa internacional.

Study of adhesion parameters for the design of composite section slabs in Colombia

Author: Juan Diego Velásquez Laborde

Tutor: Andrés Fernando Guzmán Guerrero. Ph.D

Adhesion in composite section slabs (LSC) is an important parameter in the structural behavior of these slabs, since it guarantees the efficient transfer of loads between the steel sheet and the concrete block, allowing it to resist service loads and providing mechanical capacity in the structure. In the present investigation, the existing adhesion parameters in LSC are studied by preparing and executing 39 specimens based on the ANSI/SDI T-CD-2017 Test Standard for Composite Steel Deck – Slabs. The objective is to estimat e the resistance to lon gitudinal shear, analyzing its behavior against cutting spans of 300 mm and 600 mm in different types of st eel sheets. These sheets have c rest heights of 2" (MD2) and 3" (MD3), and thicknesses o f 0.75 mm, 0.90 mm and 1.20 mm. The results show that LSCs with larger shear spans have lower resist ance, presenting a longitudinal shear failure. On the other hand, for shorter shear spans there is greater resi stance, while failure occurs due to transverse shear. Finally, equations are proposed that model the behavio r of each type of sheet depending on the thickness. These equations have an average error percentage o f 5.30% ± 3.52% for MD2 slabs and 4.69 ± 3.36% for MD3 slabs, complying with international regulatory guidelines.

Evaluación del extracto de biomasa de microalga

Chlorellasp . como inhibidor de la corrosión del concreto reforzado en ambientes marinos

Autor: Kevin Jair Acuña Negrete

Tutor: Margareth Dugarte Coll. Ph.D

Codirector de trabajo: Ana Fonseca Reyes. MSc

En esta investigación se evaluaron dos inhibidores de corrosión verdes para la prevención de la corrosión del acero de refuerzo sometido a ambientes marinos, los cuales fueron extraídos de la biomasa de la microalga Chlorella sp mediante el uso de los solventes Metanol (Inhibidor M1) y Metanol -Cloroformo (Inhibidor M2). Para determinar su eficienci a, se midieron parámet ros electroquímicos como potencial, resist encia a la polarización y corriente de corrosión a través de ensayo s electroquímicos y óptico a mu estra s de acero inmersas en solución de poros de concreto simulado con adición de 3.5% NaCl y diferentes dosificaciones de inhibidores M1 y M2 (desde 100 ppm hasta 1000 ppm), l os cuales fueron comparados con el inhibidor comercial EUCON CIA 100. Como resul tado de los ensayos realizados se pudo observar un adecuado comportamiento de prot ección del ac ero de refuerzo ante la corrosión por cloruro s por parte de los inhibidores M1 y M2, llegando a alcanzar eficiencias de ha sta el 76% gra cias a la adición de los inhibidores verdes evaluados

Evaluation of the microalgae biomass extract Chlorella sp . as a corrosion inhibitor of reinforced concrete in marine environments

Author: Kevin Jair Acuña Negrete

Tutor: Margareth Dugarte Coll. Ph.D

Co-tutor: Ana Fonseca Reyes. MSc

In this research, two green corrosion inhibitors were evaluated for the prevention of corrosion of reinforcing steel subjected to marin e environments, which were extracted from the biomass of the micro algae Chlorella sp through the use of the solvents Methanol (Inhibitor M1) and Methanol. -Chloroform (M2 Inhibitor). To determine it s efficiency, electro chemical parameters such as potential, polarization resistance and corrosion current were measured through electrochemical and optical tests on steel samples immersed in simulated concrete pore solution with the addition of 3.5% NaCl and different dosages of inhibitors. M1 and M2 (from 100 ppm to 1000 ppm), which were compared with the commercial inhibitor E UCON CIA 100. As a result of the t ests carried out, it was possible to observe adequate protection behavior of the reinforcing steel against chloride corrosion by inhibitors M1 and M2, reaching efficiencies of up to 76% thanks to the addition of the green inhibitors evaluated.

Evaluación del riesgo estructural de muros ordinarios

diseñados con ACI 318 -19 sometidos a amenaza sísmica intermedia

Autor: María José Otero Jiménez

Tutor:

Carlo

s

Alberto Arteta Torrents. Ph.D

Esta investigación analiza el comport amiento de muros ordinarios de diferentes altura s (4, 8 y 12 pisos) ubicados en una zona de amen aza sí smica intermedia en los Estados Unidos. Estos muros forman parte de edificacion es asignadas a la categoría de diseño sísmico C, según la norma ASCE/SEI 7 -16, debido a consideraciones como el uso de las edificaciones, el perfil del suelo y la amenaza sísmica local. Como resultado de esta categorización, los muros no están obligados a c umplir con los requisitos de detallado de estructuras si smo resist entes establecidos en el capítulo 18 de ACI 318-19. Tras completar la caracteri zación detallada de la a menaza sísmic a y un análi sis y diseño elástico lineal de arquetipos según ACI 318 -19, se procedió a la evaluación del desempeño sí smico de los muros en cuestión. Para ello, se emplearon lo s re sultados derivados de análisi s no lineal estático y dinámico de modelos implementados en la plataforma OpenSees. Para el análisis dinámico se selec cionó un conjunto de acelerogra mas con sistentes con la a menaza, aplicando la metodología del escenario de espectros condicionales CSS. Se eligieron ocho niveles de amenaza para el sitio de estudio, abarcando períodos de retorno que varían desde 50 hasta 25,000 años. Finalmente, luego de llevar a cabo la evaluación de la vulnerabilidad y el riesgo estructural, se concluye que los muros ordinarios exhiben un comportamiento satisfactorio ante el nivel de demanda sísmica “in termedia”, cuando se evalúa la deriva máxima de techo y las deformaciones unitarias máximas de los materiales. Entre las conclusiones más relevantes de la investigació n se encuentra que se observa una mayor probabilidad de exceder el umbral de col apso debido a la falla por cortante en muros con relaciones de aspecto bajas y altas c argas axiales. Se destaca también que la metodología de análisi s bajo código resulta en altas probabilidades de excedencia de la demanda de corte de diseño.

Structural risk assessment of ordinary walls designed with ACI 318-19 subjected to intermediate seismic threat

Author: María José Otero Jiménez

Tutor: Carlos Alberto Arteta Torrents. Ph.D

This research analyzes the behavior of ordinary walls of different heights (4, 8, and 12 stories) located in an intermediate sei smic ha zard zone in the United States. These walls are part of buildings assigned to seismic design category C, according to ASCE/SEI 7-16, due to considerations such as the use of the buildings, the soil profile and the local seismic threat. As a result of this categorization, walls are not required to meet the detailing requirements for earthquake -resistant st ructures established in Chapter 18 of ACI 318-19. After completing the detailed characteri zation of the sei smic hazard and an analy sis and linear el a stic design of a rchetypes according to ACI 31819, the seismic performance of the walls in question was evaluated. To do this, the results derived fro m static and dynamic nonlinear analysi s of models i mplemented in the OpenSees platform were used. For the dynamic analysis, a set of accelerogra ms consistent with the threat was selected, applying the CSS conditional spectrum scenario methodology. Eight threat levels were chosen for the study site, spanning return periods ranging from 50 to 25,000 y ears. Final ly, aft er c arrying out the evaluation of vulnerability and structural risk, it i s concluded that ordinary wall s exhibit satisfactory behavior at the level of "intermediate" sei smic demand, when the maximum roof drift and maximum unitary deformations a re ev aluat ed. of the material s. Among the mo st relevant c onclusio ns of the resea rch is that a greater probability of exceeding the collapse threshold d ue to shear failure is observed in walls with low aspect ratios and high axial loads. It is also highlighted t hat the low-code analysis methodology results in high probabilities of exceeding the design cut demand.

Caracterización del comportamiento estructural del

sistema aporticado post 1984 en concreto reforzado

colombiano a través de análisis no lineal estático

Autor: Tayrin Hurtado Salazar

Tutor: Carlos Alberto Arteta Torrents. Ph.D

Esta tesi s analiza la evolución del diseño sísmico en Colombia, particularmente en edificios de pórticos de concret o reforzado desde 1984, cuando aparec e el primer código de diseño sismo resistente del país. Se d estaca la evolución de l as normativa s locales, a travé s de la recopilación de una base de datos de construcc iones desde 1984, que permite el análisis est adístico de pa rámetro s estructurales discriminados por zona de amenaza sí smica, año de const rucción, y altura total. Se modelaron 192 edificios arquetípicos de entre 2 y 10 piso s, que reflejan las cara cterí stica s y comportamiento de estas estructura s. El estudio de comportamiento ante cargas laterales se hizo a través de un análisis de plastificación progresiva. Los hallazgos indican que el uso de acero de baja resistencia como acero t ransversal se extendió hasta el año 1998, a pesar de su restricción al aparecer la norma de 1984. Sin embargo, se concluye que las provi siones sismo resi stentes de la norma de 1984 se consideran suficient es para proteger la s estructu ras con struidas en zonas de a menaza sísmica intermedia y alta. Entre las evolucio nes significativas del diseño sismo resist ente entre 1984 y 1998 se enumeran el au mento de las co ordenadas espectrales del sismo de diseño, y la restricción de la deri va de diseño en un 67%. Lo anterior produjo diferencias sig nificativa s en la deman da sísmic a de diseño en estructuras localizadas en ciudades con amenaza sí smica reevaluada. Entre 1998 y 2010 se volvió a reevaluar la amenaza, se mantuvo invariante la deriva admisible, pero se introdujeron requerimiento de diseño s de c olumna fuerte -viga débil para pórtico s intermedios, resultando en secciones mayores, respecto a diseño s anterio res.

Characterization of the structural behavior of the post -

1984 portico system in Colombian reinforced concrete through static nonlinear analysis

Author: Tayrin Hurtado Salazar

Tutor: Carlos Alberto Arteta Torrents. Ph.D

This thesis analyzes the evolution of seismi c design in Colombia, particularly in reinforced c oncrete frame buildings since 1984, when the first ea rthquake -resi stant design code in the country appeared. The evolution of local regulations is highlighted, through the compilation of a database of const ructions since 1984, which allows the statistical analy sis of structural para meters discriminated by seismic threat zone, year of construction, and total height. 192 a rchetypal buildings between 2 and 10 floo rs were modeled, reflecting the characteristic s a nd behavior of these structures. The study of behavior under lateral loads was don e through a progressiv e plastici zation analysis. The findings indicate that the use o f l ow -strength steel as t ransve rse steel extended until 1998, despite its restriction when the 1984 standard appeared. However, it is concluded that the ea rthquake-resistant provisions of the 1984 standard are considered suffi cient to prot ect structures b uilt in area s of intermediate and high seismi c threat. Among the significant evolutions of the earthquake -resistant design between 1984 and 1998 are the increase in th e spectral coordinates of the design earthquake, and the restriction of the design drift by 67%. The above produced significant differences in the sei smic design demand in structures located in citi es with reassessed seismi c threat. Between 1998 and 2010, the threat was re -evaluated, the allowable drift remained unchanged, but a requirement for strong column -weak beam designs for intermediate fra mes was introduced, resulting in larger sections compared to previous designs.

Desarrollo de una mezcla de mortero adicionado con óxido de grafeno sintetizado en labor

atorio

Autor: Laura Vanessa Roa Ruíz

Tutor: Andrés Guzmán Guerrero . Ph.D

En la investigación se prepara una mezcla de mo rtero c on diferentes dosific aciones de óxido de grafeno, sintetizado en laborat orio, c omo aditivo. Además, se evalúan las propiedades tanto físicas como químicas desarrolladas al añadir diferentes dosificaciones del aditivo (hasta un 0.05% en peso de cemento). Para desarrollar lo anteriorment e enunciado, primero se investigó el método más eficiente para exfoliación química, segund o, se llevó a cabo el procedimiento de obtención del óxido de grafeno con el método seleccionado, y tercero, se realizan pruebas de resistencia mecánica y cara cterización química de cubos de mortero preparados con mezclas con diferentes porcentajes del aditivo generado en laboratorio. A través de la s mezclas desarrolladas fue posible obtener mejoras en la resist encia a l a compresión del mortero ha sta en un 58% con la adición de bajo costo sinteti zada en laboratorio.

Development of a mortar mixture added with graphene oxide synthesized in the laboratory

Author: Laura Vanessa Roa Ruíz

Tutor: Andrés Guzmán Guerrero. Ph.D

In the resea rch, a mort ar mixture is prepared with different dosages of graphene oxide, synthesized in the laboratory, as an additive. In addition, both the physical and chemical properties developed by adding different dosages of the additive (up to 0.05% by weight of cement) are evaluated. To develop the above, first the mo st efficient method for chemical exfoliation was in vestigated, second, the procedure for obtaining graphene oxide was carried out with the selected method, and third, mechanical resi stance test s and chemical characterization of cubes were carried out. of mortar prepared with mixtures with different percentages of the additive generated in the laboratory. Through the developed mixtures it was possible to obtain improvements in the compressive st rength of the mortar by up to 58% with the lowcost addition synthesized in the laboratory.

DOCTORADO EN INGENIERÍA CIVIL

Ph. D in Civil Engineering

DOCTORADO EN INGENIERÍA CIVIL

Ph. D in Civil Engineering

Evaluación de la respuesta dinámica del modelo ISA-Hypoplastic en problemas con cargas repetitivas.

Evaluation of the dynamic response of ISA-Hypoplastic model in problems with repetitive loading.

Valoración de la contaminación sonora mediante el uso de experimentos de elección residencial aplicados con dispositivos inmersivos.

Assessment of noise pollution through the use of residential choice experiments applied with immersive devices.

Desarrollo de un proceso de recuperación y revalorización de metales y otros componentes de agua residual de una planta de agroquímicos.

Development of a process for the recovery and revaluation of metals and other components of wastewater from an agrochemical plant.

Evaluación de la respuesta dinámica del modelo ISA -

Hypoplastic en problemas con cargas repetitivas

Autor: Carlos José Lascarro Estrada

Tutor: Vicente Mercado. Ph.D.

Codirector de trabajo : William Fuentes. Ph.D.

Las predicciones numéricas preci sas del comportamiento de los depósitos de suelo sometidos a licuefac ción son fundamentales para garantizar la seguridad de las infraest ructuras civiles. Además, muchas est ructuras geotécnicas experimentan cargas cícli cas a lo largo de su vida de diseño, c omo estructura s ma rinas, pavimento s, tanques de agua, entre otros. Es evidente que son necesarios modelos constitutivos robustos para reproducir con preci sión el comp ortamiento mecánico de los suelos en estos casos. Sin embargo, todavía existe un grado considerable de incertidumbre en las metodologías numéricas y modelos con stitutivos disponibles basados en l a mecánica continua que se utilizan actualmente. Por lo tanto, los trabajos de investigación que identifiquen sus incon veni entes, rendimiento y amplíen la s capacidades de estos modelos son de gran impo rtancia para la comunidad geotécnica. Esta tesis se centró en ampliar y evaluar un mod elo hipoplásico avanzado para a renas con anisotropía de deformación intergranular (I SA). Inicialmente, la versión anterior del modelo hipoplásico con ISA se amplió incorporando efectos de movilidad cíclica a través de un tensor de dilatación del t ejido de segundo orden. El modelo ampliado mostró capacidades mucho mejores para predecir la licu efacción. Posterio rmente, se aplicó el modelo extendido para simula r un mo nopilote de turbina eólica marina c on característica s típicas de viento y oleaje de la costa caribeña de Colombia. A continuación, se simuló una serie de pruebas centrífugas dinámica s que representan un terreno inclinado licuable de los Proyec tos de Análisis y Experimento de Licuefacción (LEAP) 2017 utilizando el model o extendido. Finalmente, el modelo ampliado se mejoró aún más para incorporar la i nfluencia de finos altamente plásti c os en la resi stencia a la licuefacción.

Evaluation of the dynamic response of ISA -Hypoplastic model in problems with repetitive loading

Author: Carlos José Lascarro Estrada

Tutor: Vicente Me

rcado. Ph.D.

Co-Tutor: William Fuentes . Ph.D.

Accurate numeri cal predictions of the behavior of soil deposits subjected to liquefaction are essential to guarantee the sa fet y of civil infra structure. Furthermore, many geotechnical structures experienc e cyclic loading throughout their design life, such as offshore structures, pavement s, water t anks, among others. It is evident that robust constitutive models are necessary to a ccurately reproduce the mechanical behavior of soils in these cases. However, th ere i s still a considerable degree of uncertainty in the available continuum mechanic s-based numerical methodologies and constitutive models that a re currently being used. Therefore, research work s that identify their drawbacks, performance, and extend the capabilities of these models is of high importance to the geotechnical commun ity.

This thesis fo cused on extending and evaluating an advanced hypoplastic model for sands with Intergranular Strain Anisotropy (ISA). Initially, the previous version of the hypoplastic model with ISA was extended by incorporating cyclic mobility effect s through a second -order fabric -dilatancy tensor. The extended model showed much improved capabilities in predicting liquefaction. Subsequently, the extended model was applied to simulate an offshore wind turbine monopil e with typical wind and wave characteri stics of the Caribbean coa st o f Co lombia. Next, a series of dynamic centrifuge tests representing a liquefiable sl oping ground from the Liquefaction Experiment and Analysis Projects (LEAP) 2017 were simulated using th e extended model. Finally, the extended model was further enhanced to incorporate the influence of highly plastic fines on liquefaction resist ance.

Valoración de la contaminación sonora mediante el uso de experimentos de elección residencial aplicados con dispositivos inmersivos

Autor: Luis Andrés Garzón Pérez

Tutor: Julián Arellana. Ph.D.

En el ámbito residencial, el análisis para la esti mación de la disposición al pago para disminuir la contaminación sonora debe ser má s amplia e incluir el acompañamiento de atributos que modifican su impacto como las caract erísti cas la s viviendas y su localización, pero ademá s las experi encias percibidas de sus habitantes. Esta tesis busca formula r modelo s de datos multivariado s para determinar la s relacione s entre los factores de la sensibilidad, la agradabilidad -sonora y la habitabilidad -visual y las variables audiovisuales, para luego estimar mod elos de elección discreta y así calcula r el índice monetario para la contaminación sonora y el valor total repre sentado para los elemento s audiovisuales existentes en las inmediaciones residenciales. La metodología propuesta aborda la i mplementaci ón de experimentos de preferencias declaradas guiada bajo la estructura de un diseño experimental que permitió la selección de secuenci as de video multimedia grabadas en formato s de visualización panorámica según las combinaciones de atributos antes definidos, para luego recopilar la informa ción mediante la aplicación de una encuesta utilizando técnicas audiovisuales inmersiva s. Los resultados muestran que las percepciones influencian el impacto de la contaminación sonora y cambia n dependiendo de las caracterí sticas sociodemográficas y de localización residencial. Además, los cálculos de la disposición al pago indican que el impacto de la contaminación sonora es percibido de manera heterogénea y varía según el género y el nivel de sensibilidad de los individuos. Asimismo, esta inve stigación proporciona un nu evo procedimiento, teóri co y prácti co para calcular los índices monetarios de las métricas audiovisuales que dependen del tipo de percepción capturada en los encuestados.

Assessment of noise pollution through the use of residential choice experiments applied with immersive devices

Author: Luis Andrés Garzón Pérez

Tutor: Julián Arellana. Ph.D.

In the residential area, the analy sis to estimat e the willingness to pay to reduce noise pollution must be broader and include the monitoring of attributes that modify its impact, such as the characteri stics o f the ho mes and their location, but also the perceived experiences o f their residents. population. This thesis seeks to formulat e multivariate data models to det ermine the rela tionships between sen sitivity, soundpleasantness and visual-livability factors and audiovisual variables, to then estimat e discrete choice models and thus calculate the monetary index for noise pollution. and the total value represent ed for the existing audiovisual elements in the residential vicinity. The proposed methodology addresses the implemen tation of stated preference experiments guided under the structure of an experimental design that allowed the selection of multimedia video sequences recorded in panoramic display format s according to the combinations of previously defined attributes, and then collect the info rmation through the application. of a survey u sing immersive audiovisual techniques. The results show that perceptions influence the impact of noise pollution and change depending on sociodemographic characteri stics and residential location. Furthermore, willingness-t o-pay calculations indicate that the impact of noise pollution is perceived heterogeneously and varies according to gender and the level of sensitivity of individuals. Likewise, this resea rch provides a new theoretical and practical procedure to calculat e the monetary indices of audiovisual metrics that depend on the type of perception captured in the respondents.

Desarrollo de un proceso de recup eración y revalorización de metales y otros

componentes de agua residual de una planta de agroquímicos

Autor: Ricardo Luis Mejía Marchena

Tuto

r: Aymer Maturana. Ph.D.

Este proyecto se enfoca en la recuperaci ón de elementos valiosos de los vertidos industriales. Se centra en la s aguas residuales de una planta de plaguicidas descargadas en el Río Magdalena, cerca del acueducto de Barranquilla. Tras la actualización de la planta de tratamiento de aguas residuales, surgieron oportunidades de mejora. El objetivo consistió en revalo rizar l os vertidos y los lodos genera dos. Se exploraron tecnologías avanzada s y convencio nales para el t ratami ento de aguas residuales y la valori zación de lo s lodos. Se fo rmularon 20 alternativas de tratamiento, incluyendo la síntesis de Sulfato de Manganeso, Oxido de Manganeso, Permanganato de Manganeso, recuperación de nutri entes, generación de energía y reaprovechamiento de lodos en con strucción. La evaluación se basó en la viabilidad técnico-económi ca y ambiental, estimando costos y realizando análisis de ciclos de vida. Las alternativas basadas en tecnologías convencionales, como la precipitación química seguida de lixiviación básica y ácida, resultaron más at ractivas. Se logró una recuperación del 89,8% de manganeso, con una inversión estimada de aproximadamente $260,000 USD y una reducc ión en los co stos operativos de ha sta $3,50 USD por metro cúbico de agua residual tratada. También se observó una reducción de 353 kg/día de manganeso, 25 kg/d ía de zinc y 740 kg/día de DQO. Estos hallazgos resaltan la viabilidad técnica y económica de la revalori zación de los vertidos industriales mediante tecnologías convencionales, cumpliendo con los estándares ambientales y protegiendo el Río M agdalena. Además, se genera ron beneficios ambientales adicionales, como la reducción de emisiones de gases de e fecto invernadero y el agotamiento de recu rsos.

Development of a process for the recovery and revaluation of metals and othe r components of wastewater from an agrochemical plant

Author: Ricardo Luis Mejía Marchena

Tutor: Aymer Maturana. Ph.D.

This project focuses on the recovery of v aluable elements from industrial waste. It focuses on wastewater from a pesticide plant discharged into the Magdalena River, near the Barranquilla aqueduct. Following the upgrade of the wastewater treat ment plant, opportunities for improvement aro se. The objective was to revalue th e discharges and sludge generated. Advanced and conventional technologies were explored for wastewater treatment and sludge recovery. 20 treatment alternatives were formulated, including th e synthesis of M anganese Sulfate, Manganese Oxide, Manganese Permanganate, nutrient recove ry, energy generation and reuse of sludge in construction. The evaluation was based on t echnical -economic and environmental viability, estimating costs and performing life cycle analysis. Alternatives based on conventional technologies, such a s chemical precipitation followed by basic and acid leaching, were more attractiv e. A recovery of 89.8% of manganese was a chieved, with an estimat ed investment of approximately $260, 000 USD and a reduction in operating costs of up to $3.50 USD per cubic meter of treated wastewater. A reduction of 353 kg/day of manganese, 25 kg/day of zinc and 740 kg/day of COD was also observed. These findings highlight the technical and economic fea sibility of revaluating industrial waste through conventional technologies, complying with environmental standards and protecting the Magdalena River. In addition, additional environmental benefits were generated, such as the reduction of greenhouse gas emissions and resource depletion.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ADMINISTRATIVA

MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ADMINISTRATIVA

MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT

Diseño de un modelo de gestión de lecciones aprendidas de los proyectos de planta física e infraestructura de la Universidad del Norte basado en gestión de conocimiento.

Design of a lessons learned management model for the physical plant and infrastructure projects of Universidad del Norte based on knowledge management.

Diseño de un Centro de distribución Basado en Modelos de Palneación de Operaciones para la Empresa Dispropan Caribe Ltda.

Design of a Distribution Center Based on Operations Planeation Models for Dispropan Caribe Ltda Company.

Diseño de un modelo de optimización de la Línea de Galvanización en Continuo 02 en la empresa Acesco Colombia S.A.S.

Design of an optimization model for Continuous Galvanizing Line 02 at Acesco Colombia S.A.S. company.

Diseño e implementación de un modelo matemático para asignación de precios de MEICO S.A en el mercado ferretero.

Design and implementation of a mathematical model for price allocation of MEICO S.A. in the hardware market.

Diseño de un modelo de gestión de lecciones aprendidas de los proyectos de planta física e infraestructura de la Universidad del Norte basado en Gestión de Conocimiento.

Auto

r: Jeyson Alcoser de la Cruz

Tutor: Carmen Berdugo. Ph.D

En el presente estudio, se propone abordar los conceptos teórico s, diagnóstico, diseño y plan de implementación de un modelo de gestión de lecciones aprendidas de los proyectos de planta física e infra estructura de la Universidad del Norte.

Para llevar a cabo esta investigación, se realizó una exhaustiva revisión bibliográfica en el campo de la gestión del conocimiento y estándares de dirección de proyectos, además se recopiló info rmación a t ravés de ent revistas con lo s líderes del proceso de gestión de proyectos de planta física e infraestructura de la Universidad del Norte, con el fin de identificar las barreras y los facilitadores en la gestión de las lecciones aprendidas. Los hallazgos obtenidos revelaron que, si bien la organización valora el concepto de lecciones aprendidas y los líderes promueven una cultura de mejora continua, aún carece de directrices formal es para documentar y aprovechar la s experiencias de aprendizaje en los proyecto s, lo que resulta en sobreco stos y retra sos a c ausa de la repetición de errores.

En respuesta a esta necesidad, se propone un modelo integral que consiste en un flujo de proceso estructurado, la definición c lara de rol es y responsabilidades, indicadores de medición y una plataforma tecn ológica específica para la gestión de las lecciones aprendidas. El objetivo principal de este modelo es mejora r la eficiencia y efectividad de la gestión de los proyectos de planta física e infraest ructura de la Universidad del Norte.

Design of a lessons learned management model for the physical plant and infrastructure projects of Universidad del Norte based on knowledge management

Author: Jeyson Alcoser de la Cruz

Tutor: Carmen Berdugo. Ph.D

This study aims to address the theoreti cal concepts, diagnosis, design, and implementation plan of a lessons learned management model in the fa cilities projects at Universidad del Norte.

To conduct this research, an exhaustive literature review was perform ed, and information was gathered through interviews with process leaders in o rder to identify barriers and facilitators in lessons learn ed mana gement. The findings revealed that while the organization values the concept of lessons learned and leaders promo t e a culture of continuous improvement, there is still a lack of formal guidelines to document and leverage project learning experiences, resulting in cost overruns and delays due to the repetition of errors.

To address these deficienci es, an integrated mo del is proposed, consisting of a structured process flow, clear definition of roles and responsibilities, measurement indicators, and a specific technological platform. The main objective o f this model i s to improve th e efficiency and effectiveness o f t he management of facilities project s at Universidad del Norte.

Diseño de un Centro de Distribución Basado en Modelos de planeación de Operaciones Para la Empresa

Au to

r:

Dispropan Caribe Ltda

German Duran Diaz y Paul Klee Saieh

Tuto

r: Carmen Berdugo Ph.D

Generar valor es el objetivo de todas las empresas del siglo XXI, las empresas que solo se preocupen por ofrecer productos de calidad a un bajo precio tenderán a desaparecer porque los clientes son cada vez menos fieles al mismo lugar de compras, por esto es tan importante explotar otros servicios de la empresa. Las compañías deben ser lo más rápidas posibles para poder ofrecer todo lo que sus clientes requieren, siendo dinámicas y, sobre todo, proveyendo un servicio y asesoría completa.

Este proyecto se enfoca en el área de operaciones de Dispropan Caribe Ltda., empresa líder en la distribución de los insumos y accesorios de panadería y repostería en la región Caribe colombiana con sede principal en Barranquilla. Dispropan, dirigido por un gerente de operaciones, cuenta con un modelo logístico, que consta de diferent es áreas encargadas del recibo, almacenamiento, control del inventario, picking, packing y distribución, las cuales interactúan entre sí con el fin de cumplir con sus políticas de entrega y así generar valor a la compañía. Sin embargo, la limitación de rec ursos específicos como espacio para almacenamiento, cantidad de muelles de recibo, cantidad de muelles de cargue, medios de manipulación de la mercancía son algunos de los factores que no permiten llevar a cabo al 100 % esta labor. De esta manera, se pretende en este documento identificar y cuantificar las oportunidades de mejora de dichos procesos al interior de Dispropan Caribe Ltda ., realizando una proyección de mejora tanto del layout de la planta como de la evaluación de procesos clave basados en estudios previos, teorías y enfoques utilizados en proyectos similares y casos de éxito, la forma en que se están ejecutando y cómo se e jecutarán con el nuevo layout. Lo anterior se propone con el fin de permitir que todas estas áreas trabajen de manera más eficiente y efectiva, fa cilitando así la obtención de mejores resultados en tiempos de servicio, para disminuir errores en las entregas de los productos, previniendo el vencimiento o daño de la mercancía en inventario y con esto aumentar los tiempos de atención mientras se incrementan las utilidades de la empresa.

En el presente trabajo de grado, se muestra inicialmente un diagnóstico de la situación actual de la empresa reflejado en antecedentes, planteamiento del problema y justificación. Posteriormente se muestran los objetivos y metodología propuesta que se aplicaron como hoja de ruta de este proyecto. Se hace un análisis de cada uno de los departamentos impactados, al igual que las áreas relacionadas con la operación para luego realizar un análisis de cada una de estas y diseñar un layout que se ajuste a las proyecciones de la empresa. Finalmente, se generan conclusiones y recomendaciones para cada uno de los nuevos procesos y la distribución del layout

Design of a Distribution Center Based on Operations Planeation Models for Dispropan Caribe Ltda Company

Author: German Duran Diaz & Paul Klee Saieh

Tutor: Carmen Berdugo. Ph.D

To generate value is the goal of all companies in the XXI century, companies that only care about o ffering quality products at a low price will tend to disappear bec ause customers are less and less loyal to the same place of purchase, this is why it is so important to exploit other services of the company. Companies must be as fast as possible to be able to offer everything their customers require, being dynamic and, above all, providing a complete service and support.

This project focuses on the operations area o f Dispropan Caribe Ltda., a leading company in the distribution of bakery and pastry supplies and accessories in the Colombian Caribbean region with its main offic e in Barranquilla. Dispropan, led by an operations manager, has a logistics model cons isting of different area s responsible for receiving, storage, inventory control, picking, packing and distribution, which interact with each other in order to comply with their delivery policies and thus generate value for the company. However, the limitation of specific resourc es such a s sto rage space, number of receiving docks, number of loading docks, means of handling the goods are so me of the fa ctors that do not allow to carry out 100% of this work. Thus, the purpose of this document i s to identify and quantify the opportunities for i mprovement of these processes within Dispropan Caribe Ltda., by making an improvement projection of both the plant layout and the evaluation of key processes ba sed on previous studies, theories and approaches used in similar projects and success cases, ho w they are being executed and how they will be executed with the new layout.. The above is proposed in order to allow all these areas to work more effi ciently and effectively, thus facilitating the achievement of better result s in service ti mes, to reduce errors in the delivery of products, preventing the expiration or damage of the merchandise in inventory and thus increase servic e times while increasing the profits of the co mpany.

In this degree work, a diagnosis o f the cur rent situation of the company is initially shown, reflected in background, problem statement and justification. Subsequently, the objectives and proposed methodology that were applied as a roadmap for this project are shown. An analysis of each of the impacted departments is made, as well as the a reas relat ed to the operation, and then an analysis o f each on e of them i s made to design a layout that adjusts to t he company's projections. Finally, conclusions and recommendations are generated for each of the new processes and layout distribution.

Diseño de un Modelo de Optimización de la Línea de Galvanización en Continuo 02 -LGC02 en la empresa

Acesco Colombia S.A.S.

Autor: Melanye Del Rosario Heras Jimenez y Julio Rafael Sierra González

Tutor: Carmen Berdugo. Ph.D

En el presente proyecto se pretende buscar la m ejor alternativa viable para minimizar los costos asumidos por la Compañía Acesco Colombia S.A.S. asociadas con el proceso de manufactura de la Línea de Galvanización en Continuo 02 -LGC02. Todo esto enmarcado dentro de los diferentes modelos que plantea la investigación de operaciones que son muy importantes en la toma de decisiones, ya que contribuyen en la solución de los diferentes problemas que se presentan en l as empresas.

Teniendo en cuenta que el objetiv o del presente proyecto es la reducción de costos de operación de la Línea de Galvanización en Co ntinuo 02 -LGC02, se plantea como alternativa la construcción de un modelo de optimización bajo planeación a gregada. Algunas razones por las que puede ser benef icioso elegir un modelo de optimización bajo planeación agregada son: Ayuda a reducir co stos, permite una mejor planificación de la ca pacida d, facilita la toma de decisiones estratégicas y mejora la eficiencia de la cadena de suministro.

El modelo de progr amación lineal (PL) para la planeación agregada de la producción es efectivo, ya que es una técnica sistemática e innovadora que mezcla cada una de las variables que intervienen en la producción y que optimiza cada uno de los recursos, y de esta manera reduce los costos que se generan por cumplir con la producción (Vásquez, J. P. & Velis, C. G. 2014).

La o ptimización matemática en programación lineal (PL) y programación lineal entera tienen un amplio uso para resolver problemas organizaciona les reales, permitiendo la toma de decisiones individuales y conjuntas para la gestión empresarial, con el fin de hacer un uso eficiente de los recursos y aumentar los beneficios (Fernández, C. 2011) destaca la vigencia de la o ptimización en programación l ineal (PL) y programación lineal entera para la resolución de problemas en áreas como la programación de la producción y de los requerimientos de materiales. De acuerdo con lo anterior, la empresa Acesco Colombia S.A.S. tendrá acceso a una alternativa importante para la consecución del principal objeti vo planteado aquí en este proyecto.

Design of an optimization model for Continuous Galvanizing Line 02 at Acesco Colombia S.A.S. company

Author: Melanye Del Rosario Heras Jimenez & Julio Rafael Sierra González

Tutor: Carmen Berdugo. Ph.D

In this project it is intended to find the best viable alternative to minimize costs and losses suffered by Acesco Colo mbia S.A.S. Company, associated with the manufacturing process o f the Continuous Galvanizing Line 02 -LGC02. All this framed within the different models proposed by operational resea rch that are very importan t in decision making, since they contribute to th e solution o f the different problems that are present in companies.

Taking into account that the objective o f thi s project is the reduct ion of the Continuous Galvanizing Line 02 - LGC02 opera ting costs, the construction o f an optimization model under aggregate planning is considered as an alternative. Some reasons why it may be benefi cial to choose an optimization model under aggregate planning are: It helps reduce co sts, allows for better capacity planning, facilitates strategic decision making, and improves supply chain efficiency.

The linear programming model (LP) for aggregate production planning is effective, since it i s a syst ematic and innovative technique that mixes each of the variables that intervene in production and that optimizes each of the resources, thus reducing costs. that are generated by complying with production (Vásquez, J. P. & Velis, C. G. 2014).

Mathematical optimiz ation in linear progra mming (LP) and integer linear programming are widely used to solve real organizational problems, allowing individual and joint decision -making for business management, in order to make efficient u se o f resourc es and increa se profi ts. benefits (Fernández, C. 2011) highlight the validity of optimization in linear p rogramming (LP) and integer linear programming for solving problems in areas su ch as production programming and material requirements. According to the above, the company Acesco Colombia S.A.S.

You will have access to an important alt ernativ e to achieve the main objective set out here in this project.

Diseño e implementación de un modelo matemático para asignación de precios de MEICO S.A en el mercado ferretero

Autor: Andrés Alfonso Britto Castro y Andrés Felipe Guzmán Patiño

Tutor: Rita Peñabaena. Ph.D

El presente proyecto se enfoca en la construcción de un modelo matemático que funciona como una herrami enta efici ente para realiza r una asignación de precios óptima, lo que le permitirá a la compañ ía Meico S.A. tomar deci siones fundamentadas que impacten de manera incremental en su rentabilid ad. Como punto de partida, se realizó una revisión exhaustiva de las investigaciones llevadas a cabo por diversos autores en el campo de la estimación de precios, lo cual permitió identificar las herrami entas más adecuadas para desarroll ar una metodología efectiva que enfrente los desa fíos comerciales asociados con este ámbito. Con base en esta revisión, se plantean cuatro fases o etapas para cumplir con el enfoque del proyecto.

La primera fase consi stió en la definición de los datos de entrada del modelo, seguida por la creación del modelo matemático. Una vez desarrollado, se llevó a cabo una prueba piloto para evaluar su efic acia y, por último, su implementación en l a empresa, a partir de lo cual se comprobó la efectividad del modelo en comparació n con el método de asignación de precios manual utilizado actualmente en Meico S.A. Aunque los resultados obtenidos fueron significativos dado que se logró optimizar la rentabilidad de la empresa al a signar los precio s en función de factores relevantes, como costo s de importación, má rgenes de utili dad esperados y caract erísti cas del mercado, se identificaron oportunidades de mejora para el modelo como la incorporación de variables adicionales como la demanda del mercado, la sensibilidad al precio y los cambios esta cionales.

Design and implementation of a mathematical model for price allocation of MEICO S.A. in the hardware market

Author: Andrés Alfonso Britto Castro & Andrés Felipe Guzmán Patiño

Tutor: Rita Peñabaena. Ph.D

The present project focuses on the construction of a mathematical model that functions as an efficient tool for optimal price allocation, allowing Meico S.A. to make informed decisions that incrementally impact its profitability. As a starting point, a thorough review of research conducted by various authors in the field of price estimation was carried out, which allowed for the identification of the most suitable tools to develop an effective methodology that addresses the business challenges associated with this domain. Based on this review, four phases or stages are proposed to fulfill the project's approach.

The first phase involved defining the input data for the model, followed by the creation of the mathematical model. Once developed, a pilot test wa s conducted to evaluate its effectiveness, and finally, its implementation in the company, through which the model's effectiveness was compared to the currently used manual price allocation method at Meico S.A. Although the obtained results were significan t, as the profitability of the company was optimized by assigning prices based on relevant factors such as import costs, expected profit margins, and market characteristics, opportunities for improvement were identified for the model, such as incorporating additional variables like market demand, price sensitivity, and seasonal changes.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA AMBIENTAL

MASTER IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING

MAESTRÍA EN INGENIERÍA AMBIENTAL

MASTER IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING

Análisis de las alternativas para el tratamiento de la madera naufraga depositada en las orillas de las playas: estudio de caso playa Pradomar del municipio de Puerto Colombia, Atlántico. Analysis of alternatives for the treatment of driftwood deposited on the shores of beaches: a case study of Pradomar beach in the municipality of Puerto Colombia, Atlántico.

Análisis de las alternativas par a el tratamiento de la madera naufraga depositada en las orillas de las

playas: estudio de caso playa Pradomar del municipio de Puerto Colombia, Atlántic o

Autor: Jorge Andrés Quintero Muñoz

Tutor: Carlos Pacheco . Ph.D

Los residuos sólidos en las playas se categorizan como un grave problema ambiental, entre estos, los residuos de madera naufraga generan un impacto negativo en los ecosistemas y actividades antropogénicas en áreas costeras. El presente estudio cuenta con u n registro histórico de información secundaria entre los años 2018 al 2023 de la recolección de residuos sólidos en las playas de Puerto Colombia, Atlántico. Allí se registra que cerca del 80% de los residuos sólidos recolectados son madera naufraga o resi duos vegetales. Se estimó el aporte porcentual de residuos de madera naufraga para la playa “Pradomar” en relación con la totalidad de estuario del municipio. Además, se realizó un muestreo en campo para evaluar información primaria de las características físicas, cuantificar y obtener la concentración de las especies de madera en el sitio. Con la información recolectada s e evaluaron las posibles alternativas de reusó, tratamiento y/o aprovechamiento según las características encontradas de las especies cen sadas y se realizó un Análisis de Decisiones Multicriterio (MCDA) para evaluar las ventajas técnico -ambientales de las alternativas planteadas. Así mismo, se eligieron las tres alternativas más favorables y se realizó un análisis Beneficio / Costo para eva luar las mejores condiciones económicas. Estos análisis arrojaron que cerca del 4.31% del total del residuo maderable es aportado por la pl aya “Pradomar” y que, a lo largo de un periodo de 25 años, aproximadamente 3 862,54 [Tn] de madera naufraga se depositarían en la playa Las características físicas permitieron identificar algunas alternativas de aprovechamiento y reúso de los residuos maderables, sin embargo, el análisis MCDA permitió evaluar dimensiones ambientales, económicas, operativa y social marcando como mejores alternativas la producción de pellets (71,89), la producción de compostaje (69 ,35) y la pro ducción de las briquetas (63,64). Lo anterior comparado con el análisis beneficio/costo arrojo que las 3 alternativas son viables y rentables económicamente, pero prevalece la producción de pellets como la alternativa más favorable técnico ambiental y económicamente.

Analysis of alternatives for the treatment of driftwood

deposited on the shores of beaches: a case study of Pradomar beach in the municipality of Puerto Colombia,

Atlántico.

Author: Jorge Andrés Quintero Muñoz

Tutor: Carlos Pacheco . Ph.D

Solid waste on beaches is categori zed as a seri ous environmental problem, among these, shipwrecked wood waste generates a negative impact on ecosystems and anthropogenic activities in coastal areas. The present study has a historical reco rd of sec ondary informa tion between the yea rs 2018 to 2023 o f the c ollection of solid waste on the beaches of Puerto Colombia, Atlántico. There it is recorded that about 80% of the solid waste collected i s shipwreck ed w ood or waste vegetable. The percentage contribution of shipwrecked wood waste fo r the beach "Pradomar" was estimat ed in the entire estuary of the municipality. In addition, field sampling was carried out to ev aluate primary info rmation on t he physical characteri stics, quantify and obtain the concentration of w ood species at the site. With the information collected, the possible alternatives o f reuse, treatment, and/or use were evaluat ed according to the cha racteristic s of the found species su rveyed, and a Multicriteria Decision Analysis (MCDA) was carried out t o evaluate the technical-environmental advantages of the alternativ es proposed. Likewise, the three mo st favorable alternatives were chosen and a Benefit / Co st a nalysis was carried out to evaluat e the best economic conditions. These analyses sh owed that about 4.31% of the total timber waste is contributed by the beach "Pradomar" and that, ove r 25 years, approximately 3,862.54 [Tn] of shipwrecked wood would be deposited on the beach. The physical charact eristic s allowed to identify of some alternatives for the use and reuse of ti mber waste, however, the MCDA analysis allowed to evaluate of environmental, economic, operational, and so cial dimensions marking as better alternatives the production of pellets (71.89), the production of composting (69.35) and the production of briquettes (63.64). Th e ab ove compared with the benefit/co st analysis showed that the 3 alternatives are viable and economically profitable, but pellet production prevails as the most favorable alternative technically and economically.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

MASTER IN INDUSTRIAL ENGINEERING

MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

MASTER IN INDUSTRIAL ENGINEERING

Medición del apoyo comunitario hacia migrantes: validación de instrumento y modelación de relaciones entre factores asociados.

Measuring community support for migrants: validation of instrument and modeling of relationships between associated factors.

Medición del apoyo comunitario hacia migrantes: validación de instrumento y modelación de relaciones entre factores asociados

Autor: Jhon Gregory Botello Maldonado

Tutor: Katherine Sofia Palacio Salgar. Ph. D

La migración plantea reto s a la s co munidades receptoras, poniendo a prueba su capacidad de prestar apoyo no sólo en términ os de infra estructura, sino también socialmente. Evalua r có mo responden las co munidades a los flujos migratorio s rápidos y de gran envergadura resulta difícil dado que no existe un instrumento de encuesta que facilite dicha evaluación. El objetivo de esta propuesta de investigación fue evaluar el apoyo de una comunidad local colombiana hacia la comunidad migrante venezolana mediante la adaptación y validación de un inst rumento, así como el desa rrollo de un modelo de ecuaci ones estructural es. Esto permiti ó comprender las relaciones y los factores que c ontribuyen a mejorar la dinámica y reducir la inestabilidad social. El instrumento se diseñó y adaptó con base en la teorí a del intercambio so cial y su aplicación en estu dios sobre turi smo. Los resultados demostraron que los factores estudiados que impulsan el apoyo de una comunidad en el contexto turístico t ambién son relev antes en el contexto migratorio. Est e hallazgo destaca la naturaleza polifacética de los elemento s que promueven el respaldo por parte de una comunidad de acogida. Además, se proporcionó a la comunidad científica un modelo de apoyo a la mi gración válido y confiable que puede ser utilizado en otros contextos migratorios. Se encontró significancia en cuatro de las cinco hipótesis evaluadas Los hallazgos sugieren que un aumento en la confianza de la población local hacia las instituciones gubernamentales conduce a una mayor satisfacción general en la co munidad y a una disminución del impacto percibido en las infra est ructuras. Ademá s, a medida que aumenta la sati sfacción general de l a comunidad, el apoyo a la migración también aumenta, mientras que un mayor impacto percibido en las infraestructura s se tra duce en una disminución del apoyo a la migración.

Measuring community suppor

t for

migrants:

validation of instrument and modeling of relationships between associated factors

Author: Jhon Gregory Botello Maldonado

Tutor: Katherine Sofia Palacio Salgar. Ph.D

Migration poses challenges to receiving communities, testing their ability to provide support not only in terms of infrast ructure, but also socially. Assessing how communities respond to rapid and large-scale migration flows is difficult since there is no survey inst rument to facilitat e such an assessment. The objective of this resea rch proposal was t o evaluat e the support of a local Colombian co mmunity towards the Venezuelan migrant community through the adaptation and validation of an instrument, as well a s the development o f a struct ural equation model. This allowed understanding the relationships and factors that contribute to improv e dynamics and reduce social instability. The instrument was designed and adapted based on social exchange theory and its application in tourism studies. The result s demonstrated that the facto rs studied that drive community support in the tourism context are al so relevant in the migration c ontext. This finding highlights the multifaceted nature of the element s that promote support by a host community. In addition, it provided the scientific community with a valid and reliable model of migration sup port that can be u sed in other migration contexts. Significance was found in four of the five hypotheses evaluated. T he findings suggest that an increa se in local people's t rust in government institutions leads to higher overall sati sfaction in the community and a decrea se in the p erceived impact on infra structure Furthermore, a s overall community sati sfaction i ncreases, support for migration also increases, while a greater perceived impact on infrastructure tran slates into a decrease in support for migration.

DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

Ph. D IN INDUSTRIAL ENGINEERING

DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

Ph. D IN INDUSTRIAL ENGINEERING

Intervention Framework Based On Geostatistical Models With Language And Location Models To Focus Intervention Initiatives Associated With The Consumption Of Psychoactive Substances.

Intervention Framework Based On Geostatistical Models With Language

And Location Models To Focus

Intervention Initiati ves Associated With The Consumption Of Psychoactive Substances

Autor: Kevin Rafael Palomino Pacheco

Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa. Ph. D

Los problemas de salud mental están cada ve z más extendidos entre la población mundial, lo que supone una carga considerable para la salud pública y genera importantes cost es soci ales. Estos co stes se deri van de factores como la pérdida de productividad, la discapacidad, la muerte prematura, el aumento de los gastos sanitarios, a sí co mo de lo s gast os en justicia p enal y bienestar social, entre otra s ramificaciones sociales. En los último s veinte años, el rápido creci miento del co rpus de investigación, junto con su amplio alcance geográfico, ha pu esto en manifiesto la creciente aprensión mundial que rodea al c onsumo de sustancias psicoactiva s (PSU). A pesar de esto s avances, sigue existiendo un vacío importante en la bibliografía sobre la utilización de marco s de intervención que combinen modelos geoestadísticos, procesamiento del lenguaje natural y modelos de localiza ción, lo que podría facilitar la identificaci ón y aplicac ión de medidas preventiva s y de mitigación en relación con las su stancias psicoa ctivas. En este contexto, el objetivo principal de este estudio fue desarrollar un ma rco de intervención integral, basado en un modelo geoest adístico que incorpora modelos de lenguajes y geográfico s (denominado GEOTELO). Este marco se diseñ ó específicamente para detecta r y señalar grupos estadística mente significativ os de datos espaciales y no estructurados. De este modo, permite aplicar estrategias de interv ención específic as centradas en abordar el consumo de sustancias psicoactivas en estas zona s concretas.

Para el desa rrollo de lo s objetivos se ha d esa rrol lado un marco de investigación que consta de cuatro fa ses distintas. En la etapa inicial, se examinan los patrones sociodemográfico s y espaciales utilizando un al goritmo de incrustación o rientado a la agrupación basado en redes neuronales profu ndas. Se utilizan dos bases de datos para discernir los patrones de consumo de dro gas en Colombia. La ba se de dato s primaria proviene de la Encuesta Nacional de C onsumo de Sustancias Psicoactiva s

en Población General 2019, realizada por el Sistema Nacional de E stadístic a de Colombia (DANE). Esta encuesta abarca datos de 49.600 hogares, detallando información sobre vivienda, ubicación, característica s individuales, consumo de sustancias psico activas (SPA) legales e ilegales y tratamiento s aplicados. La base de datos secundaria se deriva del Observatorio de Drogas de Colombia y proporciona información sobre la producción de SPA por área durante 2019. Mediante la ejecución de esta etapa se identifican los patrones espaciales de consumo de SPA y se construye un algoritmo en samble que integra un autoencoder, un algoritmo de clustering y un modelo espacial para abordar el espacio de c aract erístic as y lo s clusters. Como paso po sterior, se extrajeron datos de Twitter para analiza r la s opiniones de los consumidores sobre l as sust a ncias psicoactiva s, utilizando como entrada la info rmación adquirida en la et apa ant erior. En primer lugar, se desa rrolló un algoritmo para recuperar la s publicaciones durante un periodo específico y almacenarl as en una base de datos Postgres SQL. Tras recopilar todas las publicaciones de zonas (est ados o departament os) con un alto consumo de drogas, se identificaron temas relacionados con sustanc ias psicoactiva s dentro de los dato s de Twitter. Para extraer estos temas, se empleó un modelado d e text o no supervisado mediante Latent Dirichlet Allocation (LDA).

En la tercera etapa, se const ruyó un modelo de localización -a signación para optimizar la s políticas de int ervención bajo restri cciones de recurso s, con el objetivo de mejorar lo s resultados de salud de la población. El modelo se basa en una estructura de programación entera bi -objetivo para la localización y asignación de centros de salud y consumidores. Considera la reducción del riesgo global asociado al consumo de drogas y la minimización de la distancia entre los pacientes y los centros, garantizando al mismo tiempo una distribución equitativa de los centro s entre la población. Por último, se desarrolló una herramienta de comunicación web para presentar los resultados de manera que se facilite el monitoreo, la vi sualizació n y la toma de decisiones informadas en rela ción con el tema de las sustancias psicoactivas.

Intervention Framework Based On Geostatistical Models With Language And Location Models To Focus Inter

vention Initiati ves Associated

With The Consumption Of Psychoactive Substances

Author: Kevin Rafael Palomino Pacheco

Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa. Ph.D

Mental health issues are beco ming more widespread among the global population, posing a substantial burden on public health and resulting in significant societal costs. These co sts a rise from fa ctors such as lost productivity, disability, early death, increased healthcare expenses, as well as c riminal ju stice and social welfare expenditures, among other social ramifications. Over the past twenty years, the swiftly growing body of research, along with its broad geographical scope, has underscored the esc alating worldwide apprehension surrounding psychoacti ve substance use (PSU). Despite these advancements, a prominent gap remains in the literature regarding the utilization of intervention frameworks that combine geostatistical models, natural language processi ng, and location -allocation models, which could facilitate the identification and implementation of preventive and mitigating measures concerning psychoactive substances. In this context, the primary aim of this study was to develop a comprehensive intervention framework, grounded in a geostatistical model that incorporates linguistic and geographical components (referred to a s GEOTELO). This fra mework was specifically designed to detect and pinpoint statistically significant clusters of spatial and unstructured data. By doing so, it enables targeted intervention strategies to be implemented, focusing on addressing the use of psychoactive substanc e s within these specific area s.

A resea rch framework was developed to achie ve our objectives, comprising four distinct stages. In the initial stage, sociodemogr aphic and spatial patterns are examined utilizing a Deep Neural Network -based Clustering -oriented Embedding Algorithm. Two databases are leve raged to discern drug consumption patterns in Colombia. The primary database is sourc ed from the 2019 National Surv ey of Psychoactive Substance Consumption in the General Population, conducted by Colombia's National Statistical System (DANE). This survey encompasses data fro m 49,600 households, detailing information on housing, location, individual

characteri stics, con sumption of legal and illegal psychoactive substances (PAS), and applied treatments. The secondary database is derived from the Colombian Drug Observatory and provides information on PAS production by area during 2019. By executing this stage, spatial consu mption patterns of PAS are pinpointed, and construct an ensemble algorithm that integrates an autoencoder, a clustering algorithm, and a spatial model to address the feature space and clusters. As a subsequent step, data from Twitter was extracted to anal yze consumers' opinions about psychoactive substances, using the information acquired from the previous stage as input. First, an algorithm was developed to retrieve posts over a specific period and store them in a Postgres SQL database. After gathering all the posts from areas (states or departments) with high drug consumption, topics related to psychoactive substances were identified within the Twitter data. To extract these subjects, unsupervised text modeling was employed using Laten t Dirichlet Allocation (LDA).

In the third stage, a location -allocation framework was constructed to optimize intervention policies under resource constrai nts, with the aim of enhancing population health outcomes. The model is founded on a bi -objective integer programming structure for the location and allocation of health centers and consumers. It considers the reduction of overall risk associated with drug consumption and the minimizati on of th e distance between patients and facilities while ensuring an equitable distribut ion of facilities among the population. Lastly, a communication tool was developed for presenting results in a way that facilitates monitoring, visualization, and informed decision -making regarding the issue of psychoactive substances.

DOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN

Ph.D IN SYSTEMS AND COMPUTERS ENGINEERING

DOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN

Ph.D IN SYSTEMS AND COMPUTERS ENGINEERING

Arquitectura de Tecnología Informática -Solución Software- para soportar procesos de evaluación de entrenamiento en ambientes industriales.

Information Technology Architecture -Software Solution- to support training evaluation processes in industrial environments.

Arquitectura de Tecnología Informática -Solución

Software- para sopor tar procesos de evaluación de entrenamiento en

ambientes industriales

Autor: Luz Elena Gutiérrez López

Tutor: D aladier Jabba Molinares, Ph.D.

Codirector de trabajo: Wilson Nieto Bernal, Ph .D

Las empresa s han tratado de innovar en sus procesos de capacitación para aumentar sus indicadores de productividad, disminuir costos de mantenimiento de equipos y mejorar el ambiente laboral. El uso de la reali dad aumentada ha sido una de las estrat egias utilizadas para mejorar los procesos de capacitación. Esta tesis doctoral describe la definición e implementación de una a rquitectura informática que permit e integrar la realidad aumentada (AR) en procesos de capacitación industrial. La arquitectura está fo rmada por seis capas alinea das con el modelo de referencia de Arquitectura Empresarial y el estándar ISO/IEC/IEEE 42010. La capa Government Strategy se encarga de la visión estratégica de la arquitectura; Business plantea el modelo conceptual del negocio; Information se enfoca en las actividades para generar información de las área s del negocio a través de 87 at ributos de calidad identificados; Data recopila info rmación de lo s atributos de calidad en proceso s de capacitación; Systems andApplicationdescribe l os si stemas software ofrecidos como servicios para soportar los procesos de capacita ción; y Networks and infrastructure implementa las tecnologías para el procesami ento de plataforma s, aplicaciones, datos e información. Se presenta un caso de est udio del uso de la nueva arquitectura en un proceso de capacitación de una máquina de cilindrado. La validación de la arquitectura incluyó el uso de micro servicio s y AR, en dos grupos de prueba que participaron en el proceso. Los resultados obtenidos se analizaro n con técnicas de inferencia estadística.

Information Technology Architecture -Software

Solution- to suppor t training evaluation processes in industrial environments

Author: Luz Elena Gutiérrez López

Tutor: Daladier Jabba Molinares, Ph.D

Co-tutor: Wilson Nieto Bernal,

Ph.D

Companies have t ried to innovate in their training processes to inc rease thei r productivity indicators, reduce equipment maintenance cost s and improve the work environment. The use o f augmented reality has been one of the st rategies used t o improve training processes. This doctoral th esis desc ribes the definition and implementation of a computer a rchitecture that allows the integration of augmented reality (AR) in industrial t raining processes. The architecture consi sts o f six laye rs aligned with the Enterprise Architecture reference model and the ISO/IEC/IEEE 42010 st andard. The Government Strategy layer is responsible for the strategic vision of the architecture; Bu siness set s out the conceptual model of the business; Information focuses on the activities to generate information fro m the business areas through 87 identified quality attributes; Data collec ts information from the quality attributes in training processes; Syst ems and Application describes the software sy stems offered as servic es to su pport the training processes; and Networks and infrastructure implements the tec hnologies for processing platf orms, applications, data, and information. A case study of the use of the new architecture in a training process of a turning machine is presented. The validation of the architecture included the use of micro services and AR, in two test groups that participated in the process The results obtai ned were analyzed with statistic al inference techniques. Among the findings, it was found that the use of augmented reality in training processes can improve E fficiency, Effectiveness, and Satisfac tion indicators in w orkers.