PROYECTOS FINALES I SEMESTRE 2023 by Universidad del Norte Colombia

CAPSTONE DESIGN PROJECTS

2023-10 PROYECTOS

FINALES DE INGENIERÍAS

First Academic Semester | College of Engineering Primer Semestre Académico | División de Ingenierías

BOARDS OF DIRECTORS CUERPO DIRECTIVO

Julián Arellana

Decano/Dean

Guisselle García

Directora Académica/ Academic Director

Luis Fuentes

Director de Investigaciones y Posgrados/ Research and Graduate Programs Director

Directores de Departamento/ Chairs

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

Miguel Jimeno Paba: Ingeniería de Sistemas y Computación / Systems Engineering

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

Gina Galindo Pacheco: Ingeniería Industrial / Industrial Engineering

Antonio Bula Silvera: Ingeniería Mecánica / Mechanical Engineering

Reservados todos los derechos © Universidad del Norte

Apartado Aéreo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia)

Prefacio

Preface

Ingeniería Civil Civil Engineering

Ingeniería de Sistemas y Computación Systems Engineer

Ingeniería Eléctrica Electric Engineering

PREFACIO

Me complace presentar a la comunidad académica los proyectos de pregrado de los 6 programas de Ingenierías que fueron realizados durante el segundo semestre de 2021. Estos trabajos evidencian la pertinencia académica de nuestros programas de pregrado, y su alineación con las problemáticas locales, regionales, nacionales e internacionales. Además, son fruto de un arduo esfuerzo por parte de nuestros estudiantes, resaltando sus fortalezas técnicas junto con su potencial de innovación, creatividad, vinculación con la industria, y compromiso social.

Por último, quisiera reconocer el gran trabajo de nuestra planta profesoral, quienes han guiado, apoyado y estimulado el trabajo de los estudiantes, y han forjado las competencias técnicas y personales que se ven reflejadas en la calidad de los trabajos que este documento contiene.

Cordialmente,

Julián Arellana

Decano de Ingenierías

Universidad del Norte

PREFACE

I am pleased to present to the academic community the Capstone Design Projects of the six Engineering programs developed during the second semester of 2021. These works highlight the relevance of our undergraduate programs and their alignment with local, regional, national and international issues. Also, they result from an arduous effort of our students, highlighting their technical strengths and their potential for innovation, creativity, linkage with industry, and social commitment.

Finally, I would like to acknowledge the excellent work of our faculty, who have guided, supported and stimulated the students' work, and have forged the technical and personal competencies embedded in the quality of the work in this document.

Sincerely,

Julian Arellana Dean of Engineering Universidad del Norte

INGENIERÍA CIVIL

CIVIL ENGINEERING

PROYECTO 1 / PROJECT 1

Estudio de condiciones marítimas y diseño de canal para el transporte de contenedores refrigerados en el Puerto de Santa Marta

Study of maritime conditions and canal design for the transport of refrigerated containers at the Port of Santa Marta

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Análisis de las condiciones hidrodinámicas y meteomarinas para la implementación de un sistema de almacenamiento submarino de contenedores en el puerto de Santa Marta

Analysis of hydrodynamic and meteomarine conditions for the implementation of an underwater container storage system in the port of Santa Marta

PROYECTO 3 / PROJECT 3

Rediseño Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis - Alternativa original

Redesign Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis - Original alternative

PROYECTO 4 / PROJECT 4

Rediseño Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis - Alternativa sin voladizo

Redesign Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis - Alternative without cantilever

ÍNDICE INDEX

PROYECTO 5 / PROJECT 5

Diseño geotécnico de cimentaciones de sistema de almacenamiento modular subterráneo para contenedores refrigerados en el Puerto de Santa Marta

Geotechnical design of foundations for a subway modular storage system for refrigerated containers at the Port of Santa Marta

PROYECTO 6 / PROJECT 6

Ampliación y repotenciación de una PTAR (Mosquera-Cundinamarca)

Expansion and upgrading of a PTAR (Mosquera-Cundinamarca)

PROYECTO 7/ PROJECT 7

Megaobras y material particulado en Uninorte

Megaprojects and particulate matter in Uninorte

PROYECTO 8 / PROJECT 8

Dársena y canal de captación con barreras anti erosivas para la nueva bocatoma de Barranquilla

Basin and intake channel with anti-erosion barriers for the new intake of Barranquilla

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 1

| Autores

Barraza Caballero, Juan Pablo | Barraza Restrepo, Angélica María | Garcés García, Sebastián

Wadith | Pérez Bolaño, Oscar David | Vargas Correa, Alejandro Humberto

| Tutor: Germán Rivillas

ESTUDIO DE CONDICIONES MARÍTIMAS Y DISEÑO DE CANAL PARA EL TRANSPORTE DE CONTENEDORES

REFRIGERADOS EN EL PUERTO DE SANTA MARTA

Los puertos marítimos son piezas clave para el desarrollo económico de cualquier país, al ser potenciadoes del comercio a gran escala Por esto, en el siguiente trabajo, se presentará un estudio de las condiciones ambientales, climatología, dinámica marina y dinámica litoral en el Puerto de Santa Marta, usando programas como AppMar, Deft 3D y Qgis. Se encontró que las alturas de ola, la velocidad promedio y la incidencia del viento no representan riesgos para la bahía. Posteriormente, se diseñaron alternativas para rutas de tránsito para el embarco y desembarco

de buques en el lugar por medio de un canal navegable. Con ayuda del programa Civil 3D, se modelaron las rutas de tres buques de diseño, donde se seleccionó la propuesta del buque Panamax con una sección trapezoidal de 20 m de profundidad y 50 m de ancho. La construcción de este canal implica costos estimados en $274’457.947 COP. Además, a pesar de que dicho proceso presenta riesgos ambientales mitigables, beneficiará a la población a través de la generación de empleo y crecimiento económico en el puerto.

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 1

| Authors

STUDY OF MARITIME CONDITIONS AND CANAL DESIGN FOR THE TRANSPORT OF REFRIGERATED CONTAINERS AT THE PORT OF SANTA MARTA

Maritime ports are key components for the economic development of any country as they enhance large-scale trade Therefore, the following study will present an analysis of the environmental conditions, climatology, marine dynamics, and coastal dynamics in the Port of Santa Marta, using programs such as AppMar, Deft 3D, and Qgis. It was found that wave heights, average wind speed, and wind incidence do not pose risks to the bay. Subsequently, alternative transit routes for ship boarding and unloading were designed through the implementation of a

navigable canal. With the assistance of the Civil 3D program, the routes for three different design ships were modeled, and the proposal for the Panamax vessel with a trapezoidal section of 20 m depth and 50 m width was selected. The construction of this canal entails estimated costs of $274,457,947 COP. Furthermore, despite the manageable environmental risks associated with this process, it will benefit the population through job creation and economic growth in the port.

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 2

| Autores

Hernández Sarmiento, Luis David | Mendieta Sánchez, Rafael Humberto | Ochoa Méndez, Iván

Andrés | Ravelo Arraut, Juan José

| Tutor: Germán Rivillas

ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES HIDRODINÁMICAS Y METEOMARINAS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE

ALMACENAMIENTO SUBMARINO DE CONTENEDORES EN EL PUERTO DE SANTA

MARTA

Los puertos marítimos son vitales para la economía de las naciones dado el intercambio mercantil en dichas zonas. Varios autores aseguran que la refrigeración de contenedores representa alrededor del 60% al 70% del consumo energético de las terminales marítimas, lo cual se ve reflejado en impacto ambiental por las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y un costo económico para los puertos por el mismo motivo En este informe se realiza el estudio de las condiciones hidrodinámicas y meteomarinas para la implementación de un sistema de almacenamiento submarino de contenedores en el Puerto de Santa Marta con el fin de disminuir el consumo energético provocado por aquellos que requieren refrigeración El puerto mencionado tiene un gran potencial dada sus características naturales, ya que por su calado se puede considerar un puerto de aguas profundas. Se utilizó el software APPMAR que, en conjunto con la base de datos de la NOAA, permitió la evaluación de

las características climatológicas de la zona

Por otra parte, el software de modelación DELFT 3D desarrollado por DELTARES permitió reconocer el comportamiento hidrodinámico de la zona marina del puerto. Se analizaron variables de altura de ola, nivel medio del mar y corrientes marinas. Además, haciendo uso del software especializado CIVIL 3D de Autodesk, se diseñó el canal navegable por donde los buques podrán navegar Se obtuvieron las cantidades de volumen de dragado para que los buques de diseño logren la profundidad necesaria para navegar con seguridad dentro de las terminales portuarias, lo que fue base para realizar el estudio de impacto ambiental de las alternativas y presupuesto total para ejecutar obra Finalmente, se optó por la alternativa de diseño del buque Panamax debido a que esta presenta una mejor calificación en el análisis de factibilidad, donde se evaluaron componentes ambientales, económicos, profundidad y ancho del canal y capacidad de los buques.

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 2

| Authors

Hernández Sarmiento, Luis David | Mendieta Sánchez, Rafael Humberto | Ochoa Méndez, Iván

Andrés | Ravelo Arraut, Juan José | Advisor: Germán Rivillas

ANALYSIS OF HYDRODYNAMIC AND METEOMARINE CONDITIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF AN UNDERWATER CONTAINER STORAGE SYSTEM IN THE PORT OF SANTA MARTA

Seaports are vital to the economy of nations given the trade in these areas. Several authors state that container refrigeration represents around 60% to 70% of the energy consumption of maritime terminals, which is reflected in environmental impact due to greenhouse gas (GHG) emissions and an economic cost for the ports for the same reason. This report studies the hydrodynamic and meteomarine conditions for the implementation of an underwater container storage system in the Port of Santa Marta in order to reduce the energy consumption caused by those that require refrigeration. The mentioned port has a great potential given its natural characteristics, since due to its draft it can be considered a deep water port The APPMAR software was used which, in conjunction with the NOAA database, a c

On the other hand, the DELFT 3D modeling software developed by DELTARES allowed recognizing the hydrodynamic behavior of the port's marine area. Wave height, mean sea level and sea currents variables were analyzed In addition, using Autodesk's specialized CIVIL 3D software, the navigable channel through which the ships will be able to navigate was designed. The dredging volume quantities were obtained so that the design vessels could achieve the necessary depth to navigate safely within the port terminals, which was the basis for the environmental impact study of the alternatives and the total budget to carry out the work. Finally, the Panamax vessel design alternative was chosen because it had a better score in the feasibility analysis, where environmental and economic components,

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 3

| Autores

Araujo Flórez, Sebastián | Duarte Orozco, Diego Andrés | García Rivero, Roberto Carlos

| Tutor: Carlos Arteta

REDISEÑO CASA DE ESTUDIO ALFREDO CORREA DE ANDREIS - ALTERNATIVA ORIGINAL

Debido al continuo crecimiento de la población universitaria, la “Universidad del Norte” se enfrenta a la necesidad de ampliar las zonas y espacios de estudio, con el fin de satisfacer la creciente demanda de la comunidad estudiantil La construcción de la edificación “Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis” proporciona un incremento de los espacios disponible para el desarrollo de las actividades académicas dentro del campus universitario. Este proyecto cuenta con 3 niveles para el uso comunitario, una cubierta y sobre cubierta para un área total de aproximadamente 1800 m2. El enfoque arquitectónico de la edificación supone un gran reto en el análisis y diseño de la estructura, al contar con un voladizo de 7.82 m establecido como uno de los más extensos de la región caribe y del país. El e e u s

seguir las especificaciones de la NSR-10 El sistema estructural de la edificación esta definido como un sistema combinado de pórticos y muros estructurales, con capacidad de disipación moderada de energía (DMO) En el rediseño de la alternativa original del proyecto destaca el sistema de entre piso conformado por losas macizas apoyadas sobre vigas cargueras y viguetas armadas en una dirección. Así mismo, en la cimentación del proyecto destaca el diseño de una losa de cimentación de 120 m2 y 1 4 m de espesor que se encontrará ubicada debajo del voladizo de la estructura En el análisis y la modelación matemática de esta alternativa se logró determinar que la estructura cumple con los requisitos sísmicos, derivas y estabilidad basados en los requerimientos de

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 3

| Authors

Araujo Flórez, Sebastián | Duarte Orozco, Diego Andrés | García Rivero, Roberto Carlos

Advisor: Carlos Arteta

REDESIGN

CASA DE ESTUDIO ALFREDO CORREA DE ANDREIS - ORIGINAL ALTERNATIVE

Due to the continuous growth of the university population, Universidad del Norte is faced with the need to expand study areas and spaces in order to meet the growing demand of the student community. The construction of the "Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis" building will provide academic facilities within the university campus. This project has 3 levels for community use, a roof and over roof for a total area of approximately 1800 m2. The architectural approach of the building represents a great challenge in the analysis and design of the structure, as it has a 7.82 m cantilever established as one of the largest in the Caribbean region and in the country. The d s w s

followed The structural system of the building is defined as a combined system of frames and structural walls, with moderate energy dissipation capacity (DMO). In the redesign of the original project alternative, the inter-story system consisting of solid slabs supported on load-bearing beams and reinforced joists in one direction stands out Likewise, the project's foundations include the design of a 120 m2 and 1.4 m thick foundation slab that will be located under the structure's overhang. In the analysis and mathematical modeling of this alternative, it was determined that the structure complies with the seismic, drift and stability requirements based on NSR-10 and ACI 318-

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 4

| Autores

Gómez Araque, Sofía | Guerrero Doria, César Augusto | Muñoz Geney, Daniel Hernando | Suárez

Atencia, Jessica Del Rosario

| Tutor: Carlos Arteta

REDISEÑO CASA DE ESTUDIO ALFREDO CORREA DE ANDREIS - ALTERNATIVA SIN VOLADIZO

La Universidad del Norte ha experimentado limitaciones en sus instalaciones de estudio debido a la incapacidad de satisfacer la creciente demanda generada por el aumento de la población estudiantil en la institución. Por ello, este proyecto tiene como objetivo principal diseñar la Casa de Estudio Alfredo Correa de Andreis en donde los estudiantes cuenten con un mayor número de instalaciones académicas para estudiar de forma individual o grupal. La edificación propuesta se encuentra ubicada en Santa Marta, posee un área en planta de 497 m^2 y consta de tres niveles, cuyos extremos sobresalen en un voladizo de 2 metros. Además, debido a su ubicación, se optó por emplear el sistema de

disipación de energía media (DMO) para el diseño de su sistema estructural, compuesto por pórticos capaces de soportar cargas gravitacionales y muros estructurales aptos para resistir cargas sísmicas; en cuanto al sistema de entre pisos, este trabaja en dos direcciones al estar compuesto por una losa maciza apoyada sobre vigas maestras y vigas intermedias en ambos sentidos. De este proyecto se obtuvo una edificación capaz de resistir cargas gravitacionales y sísmicas, por lo que se puede afirmar que en el área de ingeniería estructural existen diferentes formas de abordar problemas, ya que la alternativa planteada, a pesar de ser diferente a la real, logra satisfacer las necesidades de la comunidad

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 4

| Authors

Gómez Araque, Sofía | Guerrero Doria, César Augusto | Muñoz Geney, Daniel Hernando | Suárez Atencia, Jessica Del Rosario | Advisor: Carlos Arteta

REDESIGN CASA DE ESTUDIO ALFREDO CORREA DE ANDREIS - ALTERNATIVE WITHOUT CANTILEVER

Universidad del Norte has experienced limitations in its study facilities due to the inability to meet the increasing demand generated by the growing student population at the institution. Therefore, the main objective of this project is to design the Alfredo Correa de Andreis Study House where students will have a greater number of academic facilities to study individually or in groups. The proposed building is located in Santa Marta, has a built area of 497 m² and consists of three levels, whose ends protrude in a cantilever of 2 meters. In addition, due to its location, it was decided to use the Medium Energy Dissipation (MED) system for

the design of its structural system, consisting of portal frames capable of supporting gravity loads and structural walls capable of resisting seismic loads; as for the mezzanine system, it works in two directions since it is composed of a solid slab supported on master beams and intermediate beams in both directions. This project resulted in a building capable of resisting gravity and seismic loads, so it can be affirmed that in the area of structural engineering there are different ways of approaching problems, since the alternative proposed, despite being different from the real one, manages to meet the needs of the community.

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 5

| Autores Suarez, Cristian | Torrado, Samuel

Tutor: Ruben Tovar

DISEÑO GEOTÉCNICO DE CIMENTACIONES DE SISTEMA

DE ALMACENAMIENTO MODULAR SUBTERRÁNEO PARA CONTENEDORES REFRIGERADOS EN EL PUERTO DE SANTA MARTA

Los contenedores refrigerados juegan un papel muy importante en los puertos, los cuales son nodos esenciales en la red de transporte marítimo El almacenamiento de estos representa un alto consumo energético, debido a que esta operación necesita un suministro constante de energía a lo largo de toda la cadena de suministro. El objetivo principal fue modelar la implementación de un nuevo sistema de almacenamiento subterráneo para los contenedores refrigerados en el puerto de Santa Marta a través de la simulación de eventos discretos con el fin de analizar la factibilidad, el impacto ambiental y la relación costo-beneficio del nuevo

sistema. Actualmente, los contenedores en el Puerto de Santa Marta se almacenan en patios que se encuentran al aire libre, esto hace que los kW/TEU consumidos en el tiempo crezcan dependiendo a variables externas como la temperatura ambiente y particularmente el efecto solar. Al estar expuestos se aumentan los requisitos de capacidad de refrigeración y se tiene un mayor consumo de energía, por esto se decide plantear alternativas de almacenamiento subterráneas para cubrir a los contenedores de la fuerte radiación solar y disminuir el consumo de energía.

| Authors Suarez, Cristian | Torrado, Samuel

Advisor: Ruben Tovar

GEOTECHNICAL DESIGN OF FOUNDATIONS FOR A SUBWAY MODULAR STORAGE SYSTEM FOR REFRIGERATED CONTAINERS AT THE PORT OF SANTA MARTA

Reefer containers play a very important role in ports, which are essential nodes in the maritime transport network. The storage of these containers represents a high energy consumption, because this operation needs a constant supply of energy along the entire supply chain. The main objective was to model the implementation of a new subway storage system for refrigerated containers in the port of Santa Marta through discrete event simulation in order to analyze the feasibility, environmental impact and cost-benefit

ratio of the new system. Currently, containers at the Port of Santa Marta are stored in open air yards, which causes the kW/TEU consumed over time to grow depending on external variables such as ambient temperature and particularly the solar effect. Being exposed increases the refrigeration capacity requirements and has a higher energy consumption, so it was decided to consider subway storage alternatives to cover the containers from the strong solar radiation and reduce energy consumption.

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 6

| Autores

Avellaneda,

Juan | Roca, Matheus | Sierra, juan

| Tutor: Ruben Tovar

AMPLIACIÓN Y REPOTENCIACIÓN DE

(MOSQUERA-CUNDINAMARCA)

UNA PTAR

El presente proyecto tiene como objetivo principal mejorar la calidad del suministro de agua en el municipio de Mosquera Actualmente, se han identificado varias problemáticas relacionadas con la contaminación de los recursos hídricos en el municipio y sus alrededores, lo cual ha tenido un impacto negativo en la calidad del agua que se entrega a la población. La contaminación del agua es un problema grave que afecta la salud y el bienestar de la comunidad. Por esta razón, se ha planteado la necesidad de diseñar y encontrar la alternativa óptima en cuanto a la cimentación a utilizar en el proceso de mejora de la PTAR de Mosquera. La elección adecuada del tipo de cimentación es fundamental para garantizar la estabilidad y resistencia de las estructuras que se utilizarán en la infraestructura de suministro de agua. Además, se debe tener en cuenta el cumplimiento de la normativa sismo resistente (NSR-10), que establece los requisitos y estándares de seguridad sísmica en la construcción de edificaciones. Para llevar a cabo este proyecto, se realizará un exhaustivo estudio de las condiciones geológicas y geotécnicas del terreno en el área de Mosquera y sus alrededores. Esto permitirá evaluar los diferentes tipos de cimentación disponibles y determinar cuál es la opción más adecuada en términos de resistencia y estabilidad Además de las consideraciones técnicas, también se llevará a cabo un análisis de los costos asociados a cada tipo de cimentación Se evaluarán los materiales necesarios, la mano de obra requerida y los gastos generales para determinar el presupuesto necesario para la implementación del proyecto. Es importante destacar que la elección de la cimentación no solo debe cumplir con los requisitos técnicos y normativos, sino también tener en cuenta las condiciones particulares del entorno de Mosquera

| Authors

Avellaneda, Juan | Roca, Matheus | Sierra, juan

| Advisor: Ruben Tovar

EXPANSION AND UPGRADING OF A PTAR (MOSQUERACUNDINAMARCA)

The main objective of this project is to improve the quality of the water supply in the municipality of Mosquera Currently, several problems have been identified related to the contamination of water resources in the municipality and its surroundings, which has had a negative impact on the quality of the water delivered to the population. Water contamination is a serious problem that affects the health and well-being of the community. For this reason, the need has arisen to design and find the optimal alternative for the foundation to be used in the process of improving the Mosquera WWTP The appropriate choice of the type of foundation is fundamental to guarantee the stability and resistance of the structures to be used in the water supply infrastructure. In addition, compliance with seismic-resistant regulations (NSR-10), which establish seismic

safety requirements and standards for the construction of buildings, must be taken into account To carry out this project, an exhaustive study of the geological and geotechnical conditions of the terrain in and around the Mosquera area will be carried out. This will allow us to evaluate the different types of foundations available and determine which is the most suitable option in terms of strength and stability In addition to the technical considerations, an analysis of the costs associated with each type of foundation will also be carried out Necessary materials, required labor and overhead will be evaluated to determine the budget needed to implement the project. It is important to note that the choice of foundation must not only comply with technical and regulatory requirements, but also take into account the particular conditions of the Mosquera environment.

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 7

| Autores

Rolong Vargas, Yeraldine Milena | Jiménez Mejía, Andrés Alfonso | Luque Palma, Antonio María | González Caicedo, Geovanny Junior | Narváez Guzmán, Gustavo Adolfo

| Tutor: Aymer Maturana

MEGAOBRAS Y MATERIAL PARTICULADO EN UNINORTE

La Universidad del Norte se encuentra ubicada en el municipio de Puerto Colombia - Barranquilla, el cual tiene un crecimiento urbano importante; que se evidencia en un sin número de proyectos de vivienda, viales y urbanísticos Proyectos aledaños a la Universidad del Norte como Ciudad Mallorquín y La Gran Vía traen consigo remoción de la capa vegetal, movimientos y transporte de grandes volúmenes de tierra, grava y arena, esto sumado a las fuertes brisas, logra generar que aumente el material particulado en la zona del corredor universitario. Debido a la proximidad que tiene la Universidad con estas obras, se ha visto afectada, por el aumento de polvo en las estructuras, edificios y zonas de esparcimiento Esta presencia de material particulado trae detrimento para la infraestructura y afectaciones a la salud humana, por lo que se pueden ver afectadas las actividades cotidianas del personal universitario En términos de material particulado, las que representan una mayor

amenaza para la salud de las personas son las partículas menores a 10 y 2.5 micras, porque estas pueden penetrar de manera más fácil los sistemas de filtrado respiratorios. Estas, en el interior de los pulmones, pueden causar problemas cardiacos debido a su toxicidad. A través de la recolección de información en las estaciones y sensores de calidad del aire, se obtienen los niveles de concentración de las particulas PM10 y PM2 5 en la Universidad del Norte, niveles que serán comparados con la normativa vigente y con los niveles de concentración permitidos por la OMS; de esa forma, se realizará un diagnóstico de la situación actual real de la calidad de aire A partir de estos resultados se considerarán varias estrategias o medidas que permitan controlar y mitigar las emisiones de estas partículas y mejorar la calidad del aire. Luego de un análisis de factores sociales, económicos, técnicos, entre otros, se escogerán las medidas más factibles según estos parámetros.

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 7

| Authors

Maturana

MEGAPROJECTS AND PARTICULATE MATTER IN UNINORTE

The Universidad del Norte is located in the municipality of Puerto Colombia –Barranquilla, which is experiencing significant urban growth, which is evident in several housing, road, and urban projects. Projects near the Universidad del Norte, such as Ciudad Mallorquin and La Gran Via bring with them the removal of the vegetation layer, movement, and transport of large volumes of gravel, and sand. This added to the strong breezes, generate an increase in particulate matter in the university sector Due to the proximity that the University has to these projects, it has been affected because increase in dust in the structures, buildings, and recreation areas. This presence of dust or particulate material is not only detrimental to the infrastructure but also affects human health, which is why the daily activities of university personnel may be affected. In terms of particulate matter, those that represent the greatest threat to people’s health are particles with

dimensions smaller than 10 and 25 microns since these are the ones that can more easily penetrate respiratory filter systems. These particles remain in the lungs and, because of their toxicity, can cause cardiac, respiratory, and cancerous problems, among other things Through the collection of information in the air quality stations and sensors, the concentration levels of PM10 and PM2.5 particles at the Universidad del Norte are obtained, levels that will be compared with current regulations and with the levels of concentration allowed by the World Health Organization, in this way a diagnostic of the current/actual air quality situation will be provided. Based on these results, various strategies or measures will be considered to control and mitigate the emissions of these particles and improve air quality, and after an analysis of social, economic, and technical factors, among others, the most feasible measures will be chosen according to these parameters.

INGENIERÍA CIVIL | PROYECTO 8

| Autores

Berrocal Villalba, Isaura | Deyongh Cedeño, Julián | Pérez Ruiz, Fabián | Romero Vargas, Juan

David | Sabatino Manjarres, Isabella

| Tutor: Aymer Maturana

DÁRSENA Y CANAL DE CAPTACIÓN CON BARRERAS

ANTI EROSIVAS PARA LA NUEVA BOCATOMA DE BARRANQUILLA

Este proyecto analiza las problemáticas que se presentan en la bocatoma de la planta de tratamiento de agua potable de Barranquilla, Colombia, dentro de las que se encuentra la sedimentación. El propósito principal es presentar el diseño de una solución a las problemáticas identificadas y para ello se propone un sistema de captación y pretratamiento apropiados, además de una nueva ubicación para la zona de captación. Las alternativas que son discutidas en este proyecto son: un pozo radial, usando el suelo como medio filtrante; una captación móvil flotante, utilizando plataformas con boyas para la captación sobre la superficie; y un canal de derivación, que evita la deposición de sedimentos al ser arrastrados por la corriente Se recopilaron los antecedentes de la problemática; se plantearon las alternativas de solución, teniendo en cuenta proyectos similares para un caudal de captación de 15 m3/s en un periodo de diseño de 25 años; para seleccionar la alternativa más apropiada

se asignó una calificación a cada una según criterios establecidos. Se escogió canal de derivación, sin embargo, esta se ajustó, convirtiéndose en una dársena de captación con canal de derivación, dado que el control de sedimentos es confiable y duradero Se beneficia a cerca de 2 millones de personas, además, la universidad y autoridades son protagonistas del desarrollo de un proyecto económico, social y técnico - científico. El diseño final consiste en la construcción de una dársena y un canal de captación, ya que según los cálculos de erosión la isla formada por la derivación desaparecería en 18 años a una tasa de 690 ton/km2/año. Para la línea de aducción se analizaron varias opciones, ente ellas de 1, 2 y 3 conducciones en paralelo, escogiendo el diámetro de 3 5 m en 1 conducción, teniendo en cuenta presiones mínimas y compra de predios. El costo total de inversión del proyecto es de $31 800 millones de pesos, con un costo anual de mantenimiento de $200 millones de pesos

CIVIL ENGINEERING | PROJECT 8

| Authors

Berrocal Villalba, Isaura | Deyongh Cedeño, Julián | Pérez Ruiz, Fabián | Romero Vargas, Juan

David | Sabatino Manjarres, Isabella | Advisor: Aymer Maturana

BASIN AND INTAKE CHANNEL WITH ANTI-EROSION BARRIERS FOR THE NEW INTAKE OF BARRANQUILLA

This project analyzes the problems that occur at the intake of the drinking water treatment plant of Barranquilla, Colombia, including sedimentation. The main goal of the project is to propose the design of a solution to the problems identified and for this purpose an appropriated catchment and pretreatment system is proposed, as well as a new location for the catchment area. The alternatives discussed in this project are: a radial well, using the soil as a filter medium; a floating mobile catchment, using platforms with buoys for surface intake; and a diversion channel, which avoids sediments deposition when carried by the current. Background information was compiled to identify the problem; then alternative solutions were proposed, taking into account similar projects for a catchment flow of 15 m3/s and a design period of 25 years; for the selection of the most appropriate alternative, a rating was assigned to each one based on established compliance criteria, Based on these criteria, the chosen

alternative was the diversion channel; however, this was adjusted to become a catchment basin with a diversion channel, with this adjustment it will provide reliable and lasting sediment control. The beneficiary population is more than 2 million people, furthermore, the university, private company and government authorities will be relevant in the development of an economic, social and technical-scientific project. The final design consists in the construction of a basin and a catchment channel, since according to erosion calculations the island formed by the diversion would disappear in 18 years at a rate of 690 ton/km2/year. For the adduction line, several options were analyzed, including 1, 2 and 3 parallel pipelines, choosing a diameter of 3 5 m in 1 pipeline, taking into account minimum pressures and purchase of land. The total investment cost of the project is $31.8 billions of Colombian pesos, with an annual maintenance cost of $200 million of Colombian pesos

INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN SYSTEMS

ENGINEER

ÍNDICE INDEX

PROYECTO 1 / PROJECT 1

Data analysis y clustering para el análisis de crímenes de alto impacto en Barranquilla

Data analysis and clustering for high impact crime analysis on Barranquilla

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Clasificación de residuos sólidos por medio del reconocimiento de imágenes

Solid waste classification by image recognition

PROYECTO 3 / PROJECT 3

Yo Wayuu: Plataforma web para el aprendizaje de la lengua Wayuu

Yo Wayuu: Web platform for learning the Wayuu language

INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN | PROYECTO 1

| Autores

Plata, Daniel | Torres, Rodolfo | Solano, Erick

| Tutor: Wilson Nieto

DATA ANALYSIS Y CLUSTERING PARA EL ANÁLISIS DE CRÍMENES DE ALTO IMPACTO EN BARRANQUILLA

Continuamente siguen ocurriendo hechos de violencia alrededor del mundo en los últimos años, Norteamérica, Europa, Sudamérica todos ellos involucrando tiroteos masivos, disturbios políticos, agresiones sexuales, guerra, pandillas e incluso narcotráfico.

Teniendo eso en cuenta, es importante comenzar a analizar por qué estos hechos continúan ocurriendo en nuestra sociedad, trayendo la sensación de que no estamos seguros. El estado debería comenzar a prestar más atención a estos eventos para evitar que avance un incremento. Para lograrlo es importante que tomemos los datos, que gracias a los

avances tecnológicos, se registran digitalmente brindando la posibilidad de analizarlos a través de la computadora utilizando las herramientas de Análisis de Datos como la biblioteca pandas desarrollada en el lenguaje de programación Python, que combinado con otra biblioteca como Plotly permite el desarrollo de una herramienta para la visualización eficiente de estos datos a través de gráficos y mapas de calor para identificar puntos críticos de violencia para que el Estado pueda desarrollar y abordar proyectos de prevención de violencia urbana o mejora social, por lo tanto, brindando seguridad a la gente.

| Authors

Plata, Daniel | Torres, Rodolfo | Solano, Erick

Advisor: Wilson Nieto

DATA ANALYSIS AND CLUSTERING FOR HIGH IMPACT CRIME ANALYSIS ON BARRANQUILLA

Continuously violence events have kept occurring around the word in the last couple of years, North America, Europe, South America all of them involving massive shootings, political disturbances, sexual assaults, war, gangs and even narcotraffic. Having that in mind, is important to start analyzing why these events continue happening in our society bringing the sensation we are not safe. The state should start paying more attention to these events to prevent an increment moving forward. In order to accomplish that is important that we take the data, which

thanks to the technological advances, is registered on digitally bringing the chance to have analyze it through computer using the Data Analysis tools like the pandas library developed on the programming language Python, that combined with another library like Plotly allows the development of a tool for efficient visualization of this data through graphics and heat maps to identify hotspots for violence so projects for urban violence prevention or social improvement could be developed and addressed by the State therefore, bringing safety to people

INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN | PROYECTO 2

| Autores

Hoyos Meza, Yony Yeseth | Mendivil Torres, Gabriel Eli |Mendoza Berdugo, Julio Cesar

Tutor: Wilson Nieto

CLASIFICACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS POR MEDIO DEL RECONOCIMIENTO DE IMÁGENES

La clasificación manual de los residuos presenta ciertas limitaciones, como una alta intensidad de mano de obra, baja eficiencia de clasificación y un entorno de trabajo deficiente, tal como señala Yulong et al. (2021). Por ello, es importante buscar soluciones que permitan mejorar el proceso de clasificación y su eficiencia. En la actualidad, se busca promover una gestión integral de residuos que permita su transformación en insumos para productos, reduciendo así el impacto ambiental y generando beneficios económicos y sociales. Este proyecto contribuye a este objetivo mediante la implementación de un clasificador automático de residuos sólidos que permite su clasificación eficiente y sostenible. Por lo tanto, el empleo de tecnologías de inteligencia artificial

para la clasificación de residuos sólidos podría no solo mejorar la eficiencia del proceso, sino también reducir los costos humanos en el mismo Se realizó el entrenamiento del modelo a través de la arquitectura ResNet y se implementó un prototipo físico en el cual se validó su funcionamiento Este demuestra un desempeño correcto en situaciones donde las imágenes presentan una alta resolución y los objetos de interés se encuentran centrados. Sin embargo, se han identificado ciertos desafíos que afectan el reconocimiento en algunas condiciones. Específicamente, se ha observado que el posicionamiento inadecuado de la cámara y la presencia de objetos demasiado pequeños pueden impactar negativamente en la precisión del modelo.

SYSTEMS ENGINEER | PROJECT 2

| Authors

Hoyos Meza, Yony Yeseth | Mendivil Torres, Gabriel Eli |Mendoza Berdugo, Julio Cesar

| Advisor: Wilson Nieto

SOLID WASTE CLASSIFICATION BY IMAGE RECOGNITION

Manual classification of waste has certain limitations, such as high labor intensity, low sorting efficiency and poor working environment, as pointed out by Yulong et al. (2021). Therefore, it is important to seek solutions to improve the sorting process and its efficiency. Currently, the aim is to promote integrated waste management that allows its transformation into inputs for products, thus reducing the environmental impact and generating economic and social benefits. This project contributes to this objective through the implementation of an automatic solid waste sorter that allows its efficient and sustainable classification. Therefore, the use of artificial intelligence

technologies for solid waste classification could not only improve the efficiency of the process, but also reduce human costs in the process The model was trained through the ResNet architecture and a physical prototype was implemented to validate its operation. It demonstrates a satisfactory performance in situations where the images present a high resolution and the objects of interest are centered However, certain challenges have been identified that affect recognition in some conditions. Specifically, It has been observed that improper camera positioning and the presence of objects that are too small can have a negative impact on the accuracy of the model.

| Autores

INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN | PROYECTO 3

Barcasnegras Estrada, Jair Enrique | Güette Lombardi, Miguel Ángel

| Tutor: Wilson Nieto

YO WAYUU: PLATAFORMA WEB PARA EL APRENDIZAJE DE LA LENGUA WAYUU

El aplicativo “Yo Wayuu”, es una plataforma web diseñada para el aprendizaje de la lengua Wayuu utilizando como población objetivo a estudiantes de educación básica primaria. Se decidió por una implementación propia utilizando herramientas tecnológicas modernas y utilizando como esquemas de referencia de gamificación de plataformas como Duolingo para proporcionar un ambiente de aprendizaje dinámico y didácticos a fin de fomentar el aprendizaje autónomo y el uso de la lengua Wayuu en contextos cotidianos. La implementación de la plataforma busca contribuir a la preservación de la lengua y la cultura Wayuu, ya la

formación integral de los estudiantes en un contexto social. Se espera que este trabajo se destine a ofrecer herramientas a profesores de distintas instituciones con el propósito de impartir clases de la lengua Wayuu apoyadas por un sistema de aprendizaje por niveles En el mundo actual, la educación es fundamental para el desarrollo de las personas y las sociedades. Sin embargo, no todas las comunidades tienen acceso a los mismos recursos educativos, y esto puede generar desigualdades en el aprendizaje Una de las formas de superar estas barreras es mediante el uso de tecnologías que permiten el acceso a la educación de manera más inclusiva y equitativa

| Authors

Barcasnegras Estrada, Jair Enrique | Güette Lombardi, Miguel Ángel

| Advisor: Wilson Nieto

YO WAYUU: WEB PLATFORM FOR LEARNING THE WAYUU LANGUAGE

The application "Yo Wayuu" is a web platform designed for learning the Wayuu language with a target population of elementary school students. It was decided to implement it using modern technological tools and using as a reference gamification schemes of platforms such as Duolingo to provide a dynamic and didactic learning environment in order to promote autonomous learning and the use of the Wayuu language in everyday contexts. The implementation of the platform seeks to contribute to the preservation of the Wayuu language and culture, and to the integral formation

of students in a social context. It is expected that this work aims to provide tools to teachers from different institutions with the purpose of teaching Wayuu language classes supported by a learning system by levels. In today's world, education is fundamental for the development of people and societies. However, not all communities have access to the same educational resources, and this can create inequities in learning. One of the ways to overcome these barriers is through the use of technologies that enable access to education in a more inclusive and equitable manner.

PROYECTO 1 / PROJECT 1

Microrred encapsulada para zonas no interconectadas

Containerized microgrid for non-interconnected zones

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Aplicación para el cálculo de la tarifa energética de usuarios

Application for calculating the energy tariff for industrial users

| Autores Cabrera, Juan | Vásquez, Sandra

INGENIERÍA ELÉCTRICA | PROYECTO 1

| Tutor: Jose Daniel Soto Ortíz | Asesores:

Mauricio Restrepo | César Orozco | Maria Gabriela Calle

MICRORRED ENCAPSULADA PARA ZONAS NO INTERCONECTADAS

En Colombia, el 52% del territorio corresponde a zonas que no están interconectadas al sistema interconectado nacional Esto significa que en algunos lugares no hay electricidad, mientras que en el resto sólo cuentan con electricidad por unas pocas horas al día gracias al soporte energético de generadores diésel. Esta manera de producir electricidad es costosa y no satisface las necesidades de las más de 657.000 familias que habitan en las Zonas No Interconectadas (ZNIs) Por esta razón, se propone el diseño de una microrred encapsulada compuesta por un sistema fotovoltaico con almacenamiento de energía y un grupo electrógeno para su respaldo con el fin de garantizar el suministro de energía eléctrica por más horas al día en ZNIs.

Durante la etapa de búsqueda de soluciones se consideraron al menos 3 opciones por componente, que fueron evaluadas mediante criterios de ingeniería y el cumplimiento de las normas NTC 2050,

RETIE, NFPA 37 y NFPA 855. Tras esta evaluación, se eligieron los componentes y se integraron al diseño básico de la microrred, que incluye 6 inversores híbridos, 60 paneles solares, 28 baterías de litio y un generador diésel, elementos cuya potencia y tamaño se ven limitados por el espacio disponible dentro del contenedor de 20 pies elegido para la solución El diseño final de la microrred tiene una capacidad de generación de 24,83 kW en el mejor escenario de generación solar y 11,21 kW en el peor. Las baterías tienen una capacidad de almacenamiento de 99,46 kWh y reducen el tiempo de operación del generador a un rango que puede oscilar entre 1 y 3 horas al día, momento en el cual se deslastra parte de la carga para poder alimentarla con el grupo electrógeno Adicionalmente, la microrred es capaz de suplir la demanda de 50 usuarios en su totalidad durante las condiciones de operación normal.

| Authors Cabrera, Juan | Vásquez, Sandra

| Advisor: Jose Daniel Soto Ortíz

ELECTRIC ENGINEERING | PROJECT 1

| Advisors:

CONTAINERIZED MICROGRID FOR NONINTERCONNECTED ZONES

52% of Colombia’s territory corresponds to zones that are not interconnected with the national interconnected system. This means that in some places there is not electricity supply, while others have energy just a few hours per day due to support of diesel generators This method to produce electricity is expensive and does not fulfill the needs of over 657 000 families that inhabit the Non-Interconnected Zones (NIZs). For these reasons, we propose the design of a containerized microgrid composed of a photovoltaic system with battery storage and a generator as backup, with the goal of guaranteeing the energy supply for more hours per day in NIZs. During the stage of searching for solutions, at least 3 options per component were considered, which were assessed through engineering criteria and the compliance to the standards

NTC 2050, RETIE, NFPA 37 and NFPA 855. After this evaluation, the components were chosen and integrated to the basic design of the microgrid, which includes 6 hybrid inverters, 60 solar panels, 28 lithium batteries and a diesel generator, whose size and power are limited by the space available inside the 20 ft container selected for this solution The final design of the microgrid has a generation capacity of 24,83 kW in the best-case solar power scenario and 11,21 kW in the worst-case scenario The batteries have an energy storage capacity of 99,46 kWh and reduce the generator run time to 13 hours per day, time during which a process of load shedding is performed to supply the remaining demand using the generator Moreover, the microgrid can meet the entire demand of up to 50 users during normal operation.

Mauricio Restrepo | César Orozco | Maria Gabriela Calle

| Autores

Palmett Ariza, Víctor Rafael

| Tutor: Jose Daniel Soto Ortíz

INGENIERÍA ELÉCTRICA | PROYECTO 2

| Asesor: Adriana Arango

APLICACIÓN PARA EL CÁLCULO DE LA TARIFA

ENERGÉTICA DE USUARIOS INDUSTRIALES

En Colombia, no existe regulación alguna que permita calcular una referencia para la tarifa energética de los usuarios no regulados. Por tanto, se propuso crear una “Aplicación para el cálculo de tarifa energética de usuarios industriales”. La propuesta consiste en dividir a la región Caribe en sus cuatro STR y ejecutar un compromiso de unidad y un despacho económico, bajo distintos escenarios de operación como, hidrología baja, hidrología alta y condición N-1, calcular una tarifa según las demandas promedio, en un intervalo de 1 hora para un período de 24 que suministra el usuario El diseño de esta aplicación sigue un enfoque sistemático y considera restricciones económicas, medioambientales y sociales. Se toma en cuenta la generación fotovoltaica con una curva regular de generación y se desarrolla el algoritmo de optimización mediante programación lineal entera mixta, los resultados se presentan en una interfaz gráfica de varias pestañas, amigable y sencilla para el usuario,

que presenta el objetivo central. de otorgar una tarifa y gráficas del despacho del compromiso de unidad Se ha logrado un prototipo funcional validado mediante pruebas y comparaciones de los resultados obtenidos, con los precios históricos de los contratos bilaterales en los departamentos de los sujetos de prueba, obteniendo que los resultados se ubican dentro de estos rangos aceptables, destacando su efectividad y precisión. en cálculo de tarifa de referencia que permita darle al usuario industrial un punto indicativo de su tarifa en particular El estudio también ofrece valiosas recomendaciones para futuras investigaciones y desarrollos, como análisis de sistemas regionales de transmisión, integración de fuentes renovables distintas a la fotovoltaica, consideración de almacenamiento de energía, entre otras Estas líneas de investigación contribuirán a un desarrollo sostenible y eficiente en el campo energético.

ELECTRIC ENGINEERING | PROJECT 2 | Authors

Palmett Ariza, Víctor Rafael

| Advisor: Jose Daniel Soto Ortíz

| Advisor: Adriana Arango

APPLICATION FOR CALCULATING THE ENERGY TARIFF FOR INDUSTRIAL USERS

In Colombia there is no regulation that allows the calculation of a reference for the energy tariff of non-regulated users. The proposal is the creation of an "Application for the Calculation of Energy Tariffs for Industrial Users". The proposal involves dividing the Caribbean region into its four RTS (Regional Transmission Systems) and executing a unit commitment and economic dispatch under different operating scenarios such as low hydrology, high hydrology and N-1 condition. The tariff is calculated based on the average demand in a 1-hour interval during a 24-hour period supplied by the user The design of this application follows a systematic approach and considers economic, environmental and social constraints It considers PV generation with a regular generation curve and develops the optimization algorithm using mixed integer linear programming. The results are presented in an easy-to-use

graphical interface with multiple tabs, providing the central objective of providing an accurate and reliable tariff. And graphical representations of the unit dispatch commitment. A working prototype has been achieved and validated through tests and comparisons with historical prices of bilateral contracts in the departments of the test subjects The results are within acceptable ranges, highlighting the effectiveness and accuracy in calculating a reference tariff that provides industrial users with an indicative point for their specific tariff. The study also offers valuable recommendations for future research and development, such as the analysis of regional transmission systems, the integration of renewable sources other than photovoltaic, the consideration of energy storage, among others These lines of research will contribute to sustainable and efficient energy development.

PROYECTO 1 / PROJECT 1

NEUROBOX: Suite para control de experimentos EEG

NEUROBOX: Suite for the control of EEG experiments

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Sistema integrado de control telemático para el módulo de energías renovables del bloque K

Integrated telematic control system for the renewable energy module of Block K

PROYECTO 3 / PROJECT 3

COUNTPASS: Contador Automático de Pasajeros

COUNTPASS: Automatic Passenger Counter

PROYECTO 4 / PROJECT 4

Sistema inteligente de control vehicular en un entorno simulado

Intelligent vehicle control system in a simulated environment

PROYECTO 5 / PROJECT 5

Diseño e implementación de un sistema de gestión de información para la determinación de la calidad del aire en el campus de la Universidad del Norte

Design and implementation of an information management system for the determination of air quality on the Universidad del Norte campus

PROYECTO 6 / PROJECT 6

Diseño e implementación de una aeronave no tripulada de bajo costo

Design and implementation of a low-cost unmanned aircraft

| Autores

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 1

Antequera Rocha, Nicolle Andrea | Flórez Sarmiento, Sebastián Andrés | Trocha Manosalva, Neymer David | Tutor: Mauricio Pardo González

| Asesores: Norelli Schettini | Cristian Olivares

NEUROBOX: SUITE PARA CONTROL DE EXPERIMENTOS

EEG

La electroencefalografía (EEG) permite la comprensión del funcionamiento del cerebro a través de la lectura de las señales eléctricas en el mismo, sin embargo, los componentes empleados para generar marcas temporales (triggers) vitales para tener un registro preciso del momento en el que un el sujeto recibe un estímulo y posteriormente poder relacionar estos con la señal EEG son generalmente de un costo elevado. El proyecto consta de un prototipo de hardware y software que permite llevar el control de flujo de los experimentos EEG, enviando disparadores correspondientes a los estímulos presentados a lo largo de todas las repeticiones. De acuerdo a los criterios de diseño, el prototipo debía recibir y procesar al menos un estímulo visual, uno auditivo y una interacción háptica mediada por un botón con una latencia constante, por ende, se selec i diseñó e velocidad

longitud de onda de la luz visible y la sensibilidad relativa para recibir esta, y al combinar estas señales enviar dicha información al equipo de grabación, para ello, se debía codificar un código de 8 bits, reservando 2 de estos para iniciar y finalizar el experimento Además, se debe dejar notas e instrucciones que permitan hacer flexible la configuración del experimento al poder manipular a criterio del investigador los estímulos a presentar. Para el nivel de desarrollo de descripción de hardware, se empleó; una FPGA Altera DE2-115, dada las características inherentes de las FPGA como son velocidad y arquitectura. Fotodiodos, amplificadores operacionales, botones y resistencias, se usaron para captar estímulos visuales, auditivos y hápticos. Para la validación y como requerimiento se utilizamos el Biosemi, el cual es un equipo de i i i software ulos está

| Authors

ELECTRONIC ENGINEERING | PROJECT 1

Antequera Rocha, Nicolle Andrea | Flórez Sarmiento, Sebastián Andrés | Trocha Manosalva, Neymer David

Advisor: Mauricio Pardo González

| Advisors: Norelli Schettini | Cristian Olivares

NEUROBOX: SUITE FOR THE CONTROL OF EEG EXPERIMENTS

Electroencephalography (EEG) allows the understanding of brain functioning through the reading of electrical signals in the brain, however, the components used to generate vital triggers to have an accurate record of the moment in which a subject receives a stimulus and subsequently be able to relate these with the EEG signal are generally of a high cost. The project consists of a hardware and software prototype that allows the flow control of EEG experiments, sending triggers corresponding to the stimuli presented throughout all repetitions. According to the design criteria, the prototype had to receive and process at least one visual stimulus, one auditory stimulus and a haptic interaction mediated by a button with a constant latency, therefore, the components were selected and the hardware was designed taking in the wave

relative sensitivity to receive it, and by combining these signals to send this information to the recording equipment, for this purpose, an 8-bit code had to be encoded, reserving 2 of these to start and end the experiment. In addition, notes and instructions should be left to make the configuration of the experiment flexible by being able to manipulate the stimuli to be presented at the discretion of the researcher For the hardware description development level, an Altera DE2-115 FPGA was used, given the inherent characteristics of FPGAs such as speed and architecture. Photodiodes, operational amplifiers, buttons and resistors were used to capture visual, auditory and haptic stimuli For validation and as a requirement we used the Biosemi, which is an EEG equipment for research use. The stimuli is

| Autores

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 2

Córdoba, José | Henríquez, Manuel | Torregroza, Camilo

| Tutor: Mauricio Pardo González

SISTEMA INTEGRADO DE CONTROL TELEMÁTICO PARA EL MÓDULO DE ENERGÍAS RENOVABLES DEL

BLOQUE K

En la universidad del norte hay un módulo de energías renovables que se dañó por problemas de mantenimiento. El módulo de generación estaba compuesto por un aerogenerador de (600 W) con controlador de carga y freno eléctrico, un sistema de reporte y una batería de (12 V, 30 Ah) los cuales pueden operar independiente a la red Cuando la batería se descarga, el aerogenerador queda totalmente fuera de control, dificultando el mantenimiento de la máquina y convirtiéndose en un riesgo potencial para la comunidad circundante. Por lo tanto, se diseñó e implementó una solución para poner en funcionamiento y reportar el estado del Módulo de Energías Renovables, la cual posee un esquema de conexión para la red eléctrica, un sistema de control básico y protección, un sistema de informe para monitorear el desempeño del módulo de energía renovable, además se verificará el correcto funcionamiento de los sistemas implementados. Para el desarrollo de la solución, se implementaron dos

caminos que serían energizados por aerogenerador. El primer camino está formado por un controlador de carga que brinda protección de voltaje y rotación al aerogenerador, dicho controlador se conecta a una batería (12 V 5Ah), para así suministrar energía a una carga. por el otro lado. El segundo camino está formado por un rectificador trifásico que se conecta con un banco de capacitores de 106 μF que enlaza con un circuito limitador formado por un diodo y dos baterías de (12 V 5Ah), dicho circuito se conecta con un inversor Grid-Tie de (1000W) Cabe mencionar que solo uno de los caminos será energizado a la vez, por lo que se implementó un Zelio Smart Relay que se encarga de controlar el sistema teniendo en cuenta la tensión generada por el aerogenerador a causa de la velocidad con la que giran sus aspas y la carga en la batería. El monitoreo se realiza mediante la transmisión de datos utilizando LoRaWAN, para almacenar datos históricos del módulo de energías renovables en una página web.

| Authors

ELECTRONIC ENGINEERING | PROJECT 2

Córdoba, José | Henríquez, Manuel | Torregroza, Camilo

Advisor: Mauricio Pardo González

INTEGRATED TELEMATIC CONTROL SYSTEM FOR THE RENEWABLE ENERGY MODULE OF BLOCK K

At the Universidad del Norte, a renewable energy module was damaged due to maintenance problems. The generation module consisted of a wind turbine (600 W) with a charge controller and electric brake, a reporting system and a battery (12 V 30 Ah) that can operate independently of the power grid. When the battery is discharged, the wind turbine becomes completely uncontrollable, making it difficult to maintain the machine and posing a potential risk to the surrounding community Therefore, a solution was designed and implemented to commission the Renewable Energy Module and report its status. The solution includes a grid connection scheme, a basic control and protection system, and a reporting system to monitor the performance of the renewable energy module. Additionally, the correct operation of the implemented systems will be verified. For the development of the solution, two

daths were implemented that would be fed by the wind turbine The first path consists of a charge controller that provides voltage and rotation protection to the wind turbine This controller is connected to a battery (12 V 5Ah) to supply power to a load. On the other hand, the second path consists of a three-phase rectifier that is connected to a 106 μF capacitor bank, which is linked to a limiter circuit composed of a diode and two batteries (12 V 5Ah). This circuit is connected to a Grid-Tie inverter (1000W) It is worth mentioning that only one of the paths will be energized at a time, so a Zelio Smart Relay was implemented to control the system, taking into account the voltage generated by the wind turbine due to the speed at which its blades rotate and the load on the battery Monitoring is done by transmitting data via LoRaWAN to store historical data from the renewable energy module on a web page.

| Autores

Curiel, Gabriela | Guerrero, Kevin

Tutor: Mauricio Pardo González

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 3

| Asesores: Diego Gómez | Daniela Charris

COUNTPASS: CONTADOR AUTOMÁTICO DE PASAJEROS

Mejorar los sistemas de conteo de pasajeros en el transporte público es crucial debido a diversos retos. Los métodos tradicionales, como el recuento manual, los torniquetes y los sensores infrarrojos han demostrado ser limitados en cuanto a precisión y eficacia Para resolver este problema, este proyecto se centró en el desarrollo de un sistema inteligente basado en tecnologías de visión por ordenador y algoritmos de seguimiento. Entre los hitos conseguidos se incluye la creación de un sistema capaz de detectar, rastrear y contar con precisión pasajeros que entran y salen de buses o de portales de prueba, mediante la utilización de bibliotecas OpenCV y métodos como TinyYOLOv4 y Optical Flow para la detección y el rastreo de objetos, respectivamente. Este avance contribuye significativamente a mejorar la gestión de las rutas, reducir los tiempos de espera y optimizar la asignación de recursos, mejorando así la eficiencia operativa del sistema de transporte público y proporcionando una experiencia más

cómoda a los usuarios. Los objetivos del proyecto eran diseñar e implementar un prototipo mejorado de contador automático de pasajeros mediante visión por ordenador Los objetivos específicos consistían en evaluar modelos de detección y algoritmos de seguimiento de objetos, desplegar la arquitectura propuesta en un sistema embebido portátil y validar el rendimiento del sistema en comparación con versiones anteriores del proyecto Las pruebas realizadas arrojaron mejoras significativas en comparación con el proyecto anterior, logrando una métrica F1-Score media del 94,3%. En conclusión, este proyecto desarrolló e implantó con éxito un sistema inteligente de conteo de personas, mejorando la precisión y la eficiencia en el transporte público Los resultados resaltan el potencial de las tecnologías de visión por ordenador para optimizar los sistemas de transporte, beneficiando tanto a las empresas de transporte como a los pasajeros.

Curiel, Gabriela | Guerrero, Kevin

| Advisor: Mauricio Pardo González

| Advisors: Diego Gómez | Daniela Charris

COUNTPASS: AUTOMATIC PASSENGER COUNTER

Improving passenger counting systems in public transportation is crucial due to various challenges. Traditional methods such as manual counting, mechanical turnstiles, and infrared sensors have proven to be limited in terms of accuracy and efficiency To address this issue, this project focused on developing an intelligent system based on computer vision technologies and tracking algorithms The achieved milestones included the creation of a system capable of accurately detecting, tracking, and counting passengers entering and exiting buses or test portals, by utilizing OpenCV libraries and state-of-the-art methods, such as TinyYOLOv4 and Optical Flow for object detection and tracking, respectively. This advancement significantly contributes to improving route management, reducing waiting times, and optimizing resource allocation, thereby enhancing the operational efficiency of the public transportation system and providing a more comfortable experience for users.

The project objectives were to design and implement an improved prototype of an automatic passenger counter using computer vision Specific goals involved evaluating applicable object detection models, implementing refined object tracking and decision-making algorithms, deploying the proposed architecture in a portable embedded system, and validating the system's performance compared to previous project versions The conducted tests yielded significant improvements compared to the previous project, achieving an average F1-Score metric of 94,3%.In conclusion, this project successfully developed and implemented an intelligent passenger counting system, improving accuracy and efficiency in public transportation. The results highlight the potential of computer vision technologies in optimizing transportation systems, benefiting both transportation authorities and passengers

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 4

| Autores

Estrada Cardozo, Jose David | Pacheco Forero, Isabella

| Tutor: Mauricio

Pardo González

| Asesor: Christian Quintero

SISTEMA INTELIGENTE DE CONTROL VEHICULAR EN UN ENTORNO SIMULADO

La congestión del tráfico es un problema persistente en las zonas urbanas, que provoca retrasos, aumenta la contaminación y reduce la eficiencia del transporte. La gestión óptima de los semáforos desempeña un papel clave en la resolución de este problema En este proyecto, proponemos utilizar el aprendizaje por refuerzo para mejorar la temporización de los semáforos en tiempo real a partir de las observaciones obtenidas de la simulación del tráfico en SUMO (Simulation of Urban Mobility) En este estudio, nos centraremos en desarrollar y evaluar una solución basada en el aprendizaje por refuerzo en un entorno SUMO simulado. Utilizaremos técnicas de aprendizaje por refuerzo para optimizar la temporización de los semáforos y conseguir un flujo de tráfico más eficiente. El objetivo principal de nuestro proyecto es desarrollar un agente de aprendizaje por refuerzo capaz de aprender a tomar decisiones óptimas sobre la temporización de los semáforos basándose en las condiciones

actuales del tráfico. El agente recopilará información en tiempo real sobre las condiciones del tráfico y la utilizará para seleccionar acciones que maximicen el flujo de vehículos y minimicen la congestión Exploraremos enfoques de aprendizaje por refuerzo, como el uso de algoritmos QLearning, para entrenar al agente en el entorno simulado SUMO. Utilizaremos datos de tráfico generados por SUMO para simular diferentes escenarios y entrenar al agente para que aprenda patrones de comportamiento y tome decisiones basadas en observaciones en tiempo real. La evaluación de nuestro enfoque se llevará a cabo comparando el rendimiento del agente de aprendizaje por refuerzo con el cronometraje convencional de los semáforos. Mediremos indicadores clave, como el tiempo de espera, el nivel de flujo de vehículos, la velocidad de los vehículos y la longitud media de las colas, para comparar nuestra propuesta con el método empleado actualmente

ELECTRONIC

Estrada Cardozo, Jose David | Pacheco Forero, Isabella

Advisor: Mauricio Pardo González

| Advisor: Christian Quintero

INTELLIGENT VEHICLE CONTROL SYSTEM IN A SIMULATED ENVIRONMENT

Traffic congestion is a persistent problem in urban areas, causing delays, increasing pollution and reducing transport efficiency. Optimal traffic light management plays a key role in solving this problem In this project, we propose to use reinforcement learning to improve real-time traffic light timing based on observations obtained from traffic simulation in SUMO (Simulation of Urban Mobility). In this study, we will focus on developing and evaluating a reinforcement learning-based solution in a simulated SUMO environment. We will use reinforcement learning techniques to optimize traffic light timing and achieve a more efficient traffic flow. The main goal of our project is to develop a reinforcement learning agent capable of learning to make optimal traffic light timing decisions based on current traffic conditions. The agent will

gather real-time information about traffic conditions and use that information to select actions that maximize vehicle flow and minimize congestion. We will explore reinforcement learning approaches, such as the use of Q-Learning algorithms, to train the agent in the simulated SUMO environment. We will use SUMO-generated traffic data to simulate different scenarios and train the agent to learn behavioral patterns and make decisions based on realtime observations Evaluation of our approach will be carried out by comparing the performance of the reinforcement learning agent with conventional traffic light timing. We will measure key indicators, such as waiting time, vehicle flow level, vehicle speed and average queue length, to compare our proposal with the currently employed method.

| Autores

Linero

Vassallo | Daniel Alfredo

| Tutor: Mauricio Pardo González

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 5

| Asesor: Diego Gómez

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE INFORMACIÓN PARA LA DETERMINACIÓN

DE LA CALIDAD DEL AIRE EN EL CAMPUS DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE

La Universidad del Norte cuenta con un monitor de polución ubicado en una zona de difícil acceso para la comunidad universitaria, dificultando la obtención de los datos medidos por este. Se diseñó un sistema de adquisición a tiempo real donde los datos medidos por el monitor son enviados a un servidor web, donde son almacenados y visualizados en una pagina web donde se muestras graficas de estos datos en adición de gráficos y tablas donde se correlación valores históricos de consumo energético dentro de la universidad Se diseñó el sistema usando un microcontrolador Raspberry pi 4B conectado por

comunicación serial al monitor, el microntrolador se conectó a un modulo externo GSM para enviar los datos recibidos al servidor web y mostrados en una página web programada con Javascript, php, HTML y CSS. Posterior al desarrollo se concluyó que el sistema funcionó correctamente enviando y recibiendo los datos en la pagina web donde se puede visualizar valores históricos, datos a tiempo real y mostrando graficas de correlación se implementó redundancia en el sistema de recepción y visualización de los datos para fortalecer el sistema diseñado.

Authors

Linero Vassallo | Daniel Alfredo

Advisor: Mauricio Pardo González

| Advisor: Diego Gómez

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AN INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM FOR THE DETERMINATION OF

AIR QUALITY ON THE UNIVERSIDAD DEL NORTE CAMPUS

The Universidad del Norte has a pollution monitor located in an area that is difficult to access for the university community, making it difficult to obtain the data measured by it. A real-time acquisition system was designed where the data measured by the monitor are sent to a web server, where they are stored and displayed on a web page where graphs of these data are shown in addition to graphs and tables where historical values of energy consumption within the university are correlated. The system was designed using a Raspberry pi 4B microcontroller connected

by serial communication to the monitor, the microcontroller was connected to an external GSM module to send the data received to the web server and displayed on a web page programmed with Javascript, PHP, HTML, and CSS. After the development, it was concluded that the system worked correctly sending and receiving data on the web page where you can view historical values, real-time data, and showing correlation graphs, redundancy was implemented in the system of receiving and displaying data to strengthen the designed system

| Autores

INGENIERÍA ELECTRÓNICA | PROYECTO 6

Losada Losada, Santiago | Ranauro Argumedo, Ricardo Alfonso

| Tutor: Mauricio Pardo González

DISEÑO E

IMPLEMENTACIÓN

| Asesor: Diana Rueda

DE UNA AERONAVE NO TRIPULADA DE BAJO COSTO

Los drones son herramientas populares y útiles en diversos sectores. Sin embargo, muchos son costosos y no accesibles para todos. Esto genera un problema, ya que personas interesadas en adquirir un dron no pueden hacerlo debido a los altos precios. Además, la mayoría de los drones en el mercado no son fácilmente modificables debido a restricciones en el software. Para abordar este problema, se propuso este proyecto donde se diseña e implementa un dron basado en prototipos. Se diseñaron tres soluciones diferentes, de las cuales dos fueron implementadas con diferentes prototipos Cada solución representaba una mejora con respecto a la anterior. La solución final consiste en un chasis impreso en 3D y utiliza un microcontrolador ESP32 para el

rendimiento óptimo. El prototipo también incorpora una batería Lipo de 1000 mAh, un barómetro y hélices de 135 mm Se realizaron pruebas para verificar el correcto funcionamiento del proyecto, incluyendo pruebas de vuelo para determinar la autonomía promedio. El dron demostró una autonomía de aproximadamente 8 minutos con las piezas seleccionadas, ajustadas al presupuesto establecido También se realizaron pruebas de precisión del barómetro comparando alturas registradas con alturas conocidas de un edificio. El costo total del prototipo final fue de aproximadamente $180,000 pesos colombianos, lo cual indica que se logró construir un dron de bajo costo En comparación con el precio promedio en el

| Authors

ELECTRONIC ENGINEERING | PROJECT 6

Losada Losada, Santiago | Ranauro Argumedo, Ricardo Alfonso

Advisor: Mauricio Pardo González

| Advisor: Diana Rueda

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF

A LOW-COST UNMANNED AIRCRAFT

Drones are popular and useful tools in various sectors However, many are expensive and not accessible to everyone. This creates a problem, as people interested in acquiring a drone are unable to do so due to high prices. In addition, most drones on the market aren't easily modifiable due to software restrictions. To address this problem, this project was proposed where a prototype-based drone is designed and implemented. Three different solutions were designed, of which two were implemented with different prototypes. Each solution represented an improvement over the previous one. The final solution consists of a 3D printed chassis and uses an ESP32

using Arduino for optimal performance. The prototype also incorporates a 1000 mAh Lipo battery, a barometer and 135 mm propellers. Tests were conducted to verify the correct operation of the project, including flight tests to determine the average autonomy. The drone demonstrated an autonomy of approximately 8 minutes with the selected parts, adjusted to the established budget. Barometer accuracy tests were also performed by comparing recorded heights with known heights of a building The total cost of the final prototype was approximately $180,000 Colombian pesos, which indicates that a low-cost drone was achieved. Compared to the average market price of n

PROYECTO 1 / PROJECT 1

Diseño de un modelo de asignación de horarios de salida para una ruta de transporte público basado en programación no lineal

Design of a departure schedule assignment model for a public transportation route based on nonlinear programming

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Diseño de un modelo de aprobación de crédito para reducir el nivel de riesgo crediticio en la línea de consumo de entidades financieras

Design of a credit approval model to reduce the level of credit risk in the consumer credit line of financial institutions

PROYECTO 3 / PROJECT 3

Diseño de una herramienta de pronóstico de demanda basado en un modelo de aprendizaje automático para una empresa retail

Design of a demand forecasting tool based on a machine learning model for a retail company

PROYECTO 4 / PROJECT 4

Diseño de un plan estratégico comercial para el Centro de Educación Continuada de la Universidad del Norte

Design of a commercial strategic plan for the Continuing Education Center of the Universidad del Norte

PROYECTO 5 / PROJECT 5

Diseño de un programa de sensibilización hacia la disposición final de residuos sólidos generados por la comunidad uninorteña

Design of an awareness program for the final disposal of solid waste generated by the student community of the Universidad del Norte

PROYECTO 6 / PROJECT 6

Diseño de un sistema de alerta temprana para detectar y prevenir micro sueños al conducir mediante machine learning y metodología double diamond

Design of an early warning system that detects and prevent micro sleep on drivers using machine learning models and the double diamond methodology

PROYECTO 7/ PROJECT 7

Diseño de un sistema de gestión de inventarios para la Empresa TGV de Colombia

Design of an inventory management system for the Company TGV Colombia

PROYECTO 8 / PROJECT 8

ÍNDICE INDEX

Diseño de un sistema de gestión para el control y seguridad en las operaciones de una empresa transportadora de carga y operadora logística aplicando la normativa BASC

Design of a management system for the control and safety in the operations of a freight forwarding company and logistics operator applying the BASC regulations

PROYECTO 9 / PROJECT 9

Diseño de una herramienta de localización y ruteo para la fumigación de plagas en cultivos de yuca a través del entrenamiento de una red neuronal convolucional de detección de objetos en imágenes y un modelo de programación lineal

Design of a localization and routing tool for pest spraying in cassava crops through the training of a convolutional neural network for object detection in images and a linear programming model

PROYECTO 10 / PROJECT 10

Diseño de plataforma web para asignación de actividades en el Voluntariado Institucional de la Universidad del Norte

Design of a web platform for assigning activities in the Institutional Volunteering of the Universidad del Norte

PROYECTO 11 / PROJECT 11

Modelación de un sistema de almacenamiento subacuático sostenible para contenedores refrigerados

Modeling of a sustainable underwater storage System for refrigerated containers

PROYECTO 12 / PROJECT 12

Rediseño de las ubicaciones de almacenes de insumos de manufactura de vidrios

Redesign of glass manufacturing supply warehouse locations

PROYECTO 13 / PROJECT 13

Re-Diseño y simulación de la operación de almacenamiento en una ensambladora de bicicletas

Redesign and simulation of the storage operation in a bicycle assembly plant

PROYECTO 14/ PROJECT 14

Predicción del valor a ofertar en una subasta de vehículos utilizando Machine Learning

Prediction of the value to bid in a vehicle auction using Machine Learning

PROYECTO 15 / PROJECT 15

Diseño de una herramienta para la gestión y control de inventario en la comercializadora Sareth SAS

Design of a tool for inventory management and control in the company Sareth SAS

PROYECTO 16 / PROJECT 16

Limitación de la capacidad productiva en la empresa Panadería Nueva York Barranquilla - Colombia

Limitation of the productive capacity in the company Panadería Nueva York BarranquillaColombia

PROYECTO 17 / PROJECT 17

Diseño de un modelo de clasificación para predicción de oportunidad laboral a partir de la GEIH que tenga en cuenta el concept drift

Design of a classification model for the prediction of job opportunity from the GEIH taking into account the concept drift

PROYECTO 18 / PROJECT 18

Diseño de una herramienta para la programación de la producción de la empresa Modultek S.A.S.

Design of a tool for the production scheduling of the company Modultek SAS

PROYECTO 19 / PROJECT 19

Homogenización de la formulación de la línea de pan tipo perro especial de una panadería

Standardization of the formulation for the special hot dog bread line in a bakery

PROYECTO 20 / PROJECT 20

Diseño de un modelo de predicción de precios de bienes raíces en la ciudad de Barranquilla: un enfoque combinado de técnicas de regresión y clustering

Design of a real estate price prediction model in the city of Barranquilla: a combined approach of regression and clustering techniques

PROYECTO 21/ PROJECT 21

Diseño de modelo matemático para el cálculo y asignación de paquetes de descuento en los portafolios de productos de una empresa de consumo masivo

Mathematical model design for discount calculation and allocation in the product portafolios of a fast-moving consumer goods (FMCG) Company

PROYECTO 22 / PROJECT 22

Diseño de un cuestionario para la valoración de la calidad educativa según la satisfacción estudiantil de la facultad de Ingenierías de la Universidad del Norte basado en el modelo ECSI

Design of a questionnaire for the evaluation of educational quality according to student satisfaction in the engineering faculty of the Universidad del Norte based on the ECSI model

PROYECTO 23 / PROJECT 23

Diseño de un modelo de segmentación de clientes morosos basado en variables financieras y de centros de cobro para proponer estrategias personalizadas de gestión en departamentos de cobranza

Desing of a model for segmentation of debtors based on financial and contact centers variables to propose customized management strategies in collections departments

PROYECTO 24 / PROJECT 24

Diseño de un modelo de agricultura urbana para la mejora de la seguridad alimentaria del Atlántico

Design of an urban agriculture model for the improvement of food security in the department of Atlántico

PROYECTO 25 / PROJECT 25

Diseño de un modelo estadístico que determine los factores con mayor incidencia en la motivación y retención laboral en el sector terciario de Barranquilla

Design of a statistical model that determines the factors with the greatest impact on labor motivation and retention in the service sector of Barranquilla

PROYECTO 26 / PROJECT 26

Diagnóstico con enfoque de género sobre los constructos que impulsan la continuidad de estudiantes universitarios pertenecientes a carreras STEM

Diagnosis with a gender approach on the constructs that promote the continuity of university students belonging to STEM careers

PROYECTO 27 / PROJECT 27

Modelo de negocio mediante el diseño de marketplace para impulsar el arte plástico de pequeños y medianos artistas

Business model through the design of a marketplace to boost the plastic art of small and medium artists

PROYECTO 28/ PROJECT 28

Diseño y redistribución de planta para el traslado de una empresa productora de vidrios blindados para autos

Design and plant layout for the relocation of an armored automotive glass production company

PROYECTO 29 / PROJECT 29

Diseño de un plan óptimo de gestión de personal aplicable a la atención de FMM en Zona Franca La Cayena

Design of an optimal personnel management plan applicable to the attention of FMM in Zona Franca La Cayena

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 1

| Autores

Rodríguez Piñeres, Briana Marcela | Diaz Morales, Jeiner Stiven | Menco Osorio, Madelein

Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UN MODELO DE ASIGNACIÓN DE HORARIOS DE SALIDA PARA UNA RUTA DE TRANSPORTE PÚBLICO

BASADO EN PROGRAMACIÓN NO LINEAL

El transporte público de cualquier ciudad presenta dificultades que llevan a un sistema ineficiente, identificando la asignación de horarios de salida para los conductores como uno de sus grandes problemas, ya que, al hacerse de manera aleatoria, no tiene en cuenta un criterio formal, lo cual ocasiona malestar en este personal. Este proyecto planteará una solución a través del diseño de un modelo de programación el cual asigne estos horarios teniendo en cuenta la ganancia esperada, dándole los horarios de salida a los conductores en la semana, de manera que la ganancia entre ellos tenga una varianza pequeña

La resolución del modelo matemático planteado es compleja, y existen limitaciones computacionales, por lo cual se simplificó el problema

agrupando los datos según las ganancias de cada uno de los horarios de salida para la validación, de manera que asigne horarios que garanticen una disminución de la varianza de las ganancias individuales. Los resultados obtenidos mostraron una reducción de dicha varianza, pero se cree que el modelo puede mejorar siendo más específico a través del uso de otras alternativas de modelación matemática que permitan incluir el impacto de numerosas variables, además se le pueden agregar otros factores que afectan la asignación, este puede ser un tema a tratar para investigaciones futuras, y así mejorar la asignación de horarios de conductores de transporte público.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 1

Rodríguez Piñeres, Briana Marcela | Diaz Morales, Jeiner Stiven | Menco Osorio, Madelein

| Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF A DEPARTURE SCHEDULE ASSIGNMENT MODEL FOR A PUBLIC TRANSPORTATION ROUTE BASED ON NONLINEAR PROGRAMMING

Public transportation in any city presents difficulties that lead to an inefficient system, identifying the assignment of departure times for drivers as one of its major problems, since it is done randomly and does not take into account a formal criterion, which causes discomfort in this staff This project will propose a solution through the design of a programming model which assigns these schedules taking into account the expected profit, giving the departure times to the drivers during the week, so that the profit among them has a small variance. The resolution of the mathematical model proposed is complex, and there are co i l li i i h

problem was simplified, grouping the data according to the earnings of each of the departure times for validation, so as to assign schedules that guarantee a decrease in the variance of the individual earnings. The results obtained showed a reduction of such variance, but it is believed that the model can be improved by being more specific through the use of other mathematical modeling alternatives that allow including the impact of numerous variables, and other factors that affect the assignment can be added, this can be a topic to be addressed for future research, and thus improve the assignment of public transportation d i ' h d l

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 2

Arias Almanza, Jesús Andrés | Barrero Hernández, Daniel Eduardo | Molinares Benavides, María Alejandra | Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa | Asesores: Daniel Romero Hernandez

DISEÑO DE UN MODELO DE APROBACIÓN DE CRÉDITO

PARA REDUCIR EL NIVEL DE RIESGO CREDITICIO EN LA LÍNEA DE CONSUMO DE ENTIDADES FINANCIERAS

La industria bancaria es un sector clave en la economía, que proporciona servicios financieros esenciales a individuos y empresas Uno de los desafíos más significativos que enfrentan las entidades bancarias, es el manejo del riesgo crediticio, que hace referencia a la posibilidad de que los prestatarios incumplan con sus obligaciones de pago y que, potencialmente, impacta de manera sustancial la rentabilidad y estabilidad de las instituciones financieras. Además, la metodología actual carece de balance entre satisfacción del cliente y tiempo de respuesta, dando como resultado un proceso ineficiente. Este proyecto busca aprovechar las ventajas del

Machine Learning al analizar datos históricos como historial crediticio y comportamiento financiero del cliente, a fin de diseñar un modelo de aprobación de préstamos que facilite a las entidades tomar decisiones de otorgamiento de créditos. Esto permitirá una clasificación más precisa y eficiente de los clientes, mejorando la calidad de la cartera y optimizando la asignación de recursos financieros. Después de probar con datos de testeo, el modelo logró reducir el porcentaje de clientes que aprobaba erróneamente, por consiguiente, reduce el riesgo crediticio y le garantiza a la entidad bancaria una reducción de sus pérdidas y pot tanto, una mejora en su ventaja competitiva.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 2

Arias Almanza, Jesús Andrés | Barrero Hernández, Daniel Eduardo | Molinares Benavides, María Alejandra

Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

| Advisors: Daniel Romero Hernandez

DESIGN OF A CREDIT APPROVAL MODEL TO REDUCE THE LEVEL OF CREDIT RISK IN THE CONSUMER CREDIT LINE OF FINANCIAL INSTITUTIONS

The banking industry is a key sector in the economy, providing essential financial services to individuals and businesses One of the most significant challenges facing banking institutions is the management of credit risk, which refers to the possibility of borrowers defaulting on their payment obligations and potentially substantially impacts the profitability and stability of financial institutions. In addition, the current methodology lacks a balance between customer satisfaction and response time, resulting in an inefficient process. This project seeks to take advantage of Machine Learning by analyzing

historical data, such as credit history and customer financial behavior, in order to design a loan approval model that facilitates institutions to make credit granting decisions. This will allow a more accurate and efficient classification of customers, improving portfolio quality and optimizing the allocation of financial resources. After testing with test data, the model was able to reduce the percentage of clients that were approved erroneously, thus reducing credit risk and guaranteeing the bank a reduction in its losses and, therefore, an improvement in its competitive advantage.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 3

| Autores

Aristizábal Arbeláez, Daniel Felipe | Benavides Vásquez, Nicolás Enrique | Lozano Arroyo, Leiber David

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA DE PRONÓSTICO DE DEMANDA BASADO EN UN MODELO DE APRENDIZAJE

AUTOMÁTICO PARA UNA EMPRESA RETAIL

El pronóstico preciso de la demanda es crucial para el buen funcionamiento de la cadena de suministro en el sector minorista En este proyecto, se identificó que el método actual utilizado por una empresa retail para la predicción de la demanda era ineficaz, generando tiempos de respuesta prolongados, así como falta en la detección de variaciones en las ventas debido a promociones, campañas publicitarias, estacionalidad y tendencias de mercado. Para abordar esta problemática y proponer una mejora, se evaluaron tres alternativas de solución: el diseño de un modelo de aprendizaje automático, el uso de métodos estadísticos, y la adquisición de una plataforma SAP IBP. Tras un análisis exhaustivo, el diseño de una solución mediante la implementación de modelos de aprendizaje automático se mostró como la opción más favorable de diseño. Para

la implementación de una herramienta digital interactiva, se empleó el lenguaje de programación Python Asimismo, se llevó a cabo una comparación entre dos técnicas de aprendizaje automático con el propósito de determinar la más efectiva: el XGBoost y las Redes Neuronales Long Short-Term Memory (LSTM) Para la evaluación de dichas técnicas, se utilizó el Error Porcentual Absoluto Medio Ponderado (WMAPE) como métrica de evaluación. Las simulaciones realizadas con datos reales demostraron que el modelo XGBoost superó al modelo LSTM y al método utilizado actualmente en la empresa, logrando reducir el WMAPE en un 15 2% y disminuyendo el error en 5.64 puntos porcentuales. Esta mejora en la precisión del pronóstico de la demanda permitirá una gestión de inventarios más eficiente, reduciendo la incertidumbre y optimizando los recursos financieros de la empresa.

INDUSTRIAL

Aristizábal Arbeláez, Daniel Felipe | Benavides Vásquez, Nicolás Enrique | Lozano Arroyo, Leiber

David | Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF A DEMAND FORECASTING TOOL BASED ON A

MACHINE LEARNING MODEL FOR

A RETAIL COMPANY

Accurate demand forecasting is crucial for the proper functioning of the supply chain in the retail sector In this project, it was identified that the current method used by a retail company for demand forecasting was inefficient, generating long response times, as well as failure to detect variations in sales due to promotions, advertising campaigns, seasonality and market trends. To address this problem and propose an improvement, three alternative solutions were evaluated: the design of a machine learning model, the use of statistical methods, and the acquisition of an SAP IBP platform. After a thorough analysis, the design of a solution through the implementation of machine learning models was shown to be the most favorable design option For the implementation of an interactive digital tool, the Python programming

language was used Also, a comparison between two machine learning techniques was carried out in order to determine the most effective one: XGBoost and Long ShortTerm Memory (LSTM) Neural Networks. For the evaluation of these techniques, the Weighted Mean Absolute Percentage Error (WMAPE) was used as the evaluation metric Simulations performed with real data showed that the XGBoost model outperformed the LSTM model and the method currently used in the company, reducing the WMAPE by 15 2% and decreasing the error by 5.64 percentage points This improvement in demand forecast accuracy will allow for more efficient inventory management, reducing uncertainty and optimizing the company's financial resources.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 4

| Autores

Arregoces Salcedo, Sherina | Goenaga Artunduaga, Dayana | Montes Márquez, Leisny

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE

UN

PLAN ESTRATÉGICO COMERCIAL PARA EL CENTRO DE EDUCACIÓN CONTINUADA DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE

El centro de Educación Continuada (CEC) de la Universidad del Norte, es una extensión universitaria que se encarga del diseño y desarrollo de programas no formales para un amplio público de interés. Actualmente, presenta problemas en su rentabilidad, como consecuencia de una considerable disminución en la demanda de los cursos ofertados. Pese a la existencia de personal encargado de la captación de clientes, no se están obteniendo los resultados esperados lo que se traduce en pérdida de tiempo y dinero. A través de esta investigación, se busca diseñar

un plan estratégico comercial que sirva de guía para el direccionamiento de acciones encaminadas a la consecución de objetivos, elaborando un análisis de factores internos y externos por medio de herramientas de diagnóstico que permitan comprender el estado actual del centro para proporcionar un adecuado planteamiento de estrategias basadas en las 5 P’s del marketing, un programa de acción con actividades enfocadas a dar cumplimiento de lo establecido y un diseño de indicadores de rendimiento para evaluar el progreso de lo ejecutado

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 4

Arregoces Salcedo, Sherina | Goenaga Artunduaga, Dayana | Montes Márquez, Leisny

Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF A COMMERCIAL STRATEGIC PLAN FOR THE CONTINUING EDUCATION CENTER OF THE UNIVERSIDAD DEL NORTE

The Continuing Education Center (CEC) of the Universidad del Norte, is a university extension that is responsible for the design and development of nonformal programs for a wide audience of interest. At present, there are problems with its profitability because of a considerable decrease in demand for the courses offered. Despite the existence of staff responsible for attracting customers, the expected results are not being obtained, which translates into a waste of time and money. Through this research, the aim is to design a strategic

commercial plan that will serve as a guide for addressing actions aimed at achieving objectives, developing an analysis of internal and external factors by means of diagnostic tools that allow us to understand the current state of the center to provide an adequate approach to strategies based on the 5 P’s of marketing, an action program with activities focused on compliance and a design of performance indicators to evaluate the progress of the implementation.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 5

| Autores

Cardona Ahumada, Laura Sofía | Muñoz Bonilla, Yaminith Saray | Ortiz Acevedo, Natalia

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UN PROGRAMA DE SENSIBILIZACIÓN HACIA

LA DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS SÓLIDOS

GENERADOS POR LA COMUNIDAD UNINORTEÑA

Actualmente, en la Universidad del Norte se presenta una deficiencia en el comportamiento de los usuarios hacia el manejo final de residuos sólidos, de manera que es confuso para los involucrados en la disposición correcta de los materiales, causando un reproceso en el Centro de Acopio, quien busca optimizar sus actividades cada día Con el objetivo de brindar una solución a la anterior problemática, el presente proyecto realizará el diseño de un programa de sensibilización enfocado en la correcta disposición final de residuos sólidos, con el fin de reducir o eliminar la reclasificación de estos. Se buscaron diferentes maneras de abordar la problemática y se decidió por estrategias de marketing TTL. Primero, se identificaron como procesos a incluir en el programa: Comunicación, capacitación, sensibilización y control; posteriormente, se diseñaron las estrategias para cada proceso y el diseño de un nuevo indicador para medir el nivel de éxito en la clasificación correcta de residuos sólidos por parte de los usuarios involucrados Así mismo, se genera un plan de implementación que servirá como guía para ejecutar el programa diseñado. Finalmente, a través de una prueba piloto, se validó el folleto de la estrategia de Comunicación y la herramienta de clasificación de residuos desarrollada en visual basic correspondiente a Capacitación y con la comparación de los porcentajes de disposición adecuada en la fuente para cada una de las canecas en la zona de trabajo antes y después de ejecutar la prueba, se reflejó una disminución en kg de la cantidad de residuos dispuestos erróneamente para los colores blanco (residuos aprovechables) y negro (residuos no aprovechables), denotando una mejora en el problema abordado

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 5 | Authors

Cardona Ahumada, Laura Sofía | Muñoz Bonilla, Yaminith Saray | Ortiz Acevedo, Natalia

Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF AN AWARENESS PROGRAM FOR THE FINAL DISPOSAL

OF SOLID WASTE

GENERATED BY THE STUDENT COMMUNITY OF THE UNIVERSIDAD DEL NORTE

Currently, at Universidad del Norte there is a deficiency in the behavior of users towards the final management of solid waste, so that it is confusing for those involved in the correct disposal of materials, causing a reprocessing in the Centro de Acopio, which seeks to optimize its activities every day. To provide a solution to this problem, this project will design an awareness program focused on the correct final disposal of solid waste to reduce or eliminate the reclassification of these. Different ways of approaching the problem were sought and TTL marketing strategies were chosen. First, the following were identified as processes to be included in the program: Communication, training, awareness and control; subsequently, strategies were designed f

the design of a new indicator to measure the level of success in the correct classification of solid waste by the users involved. In addition, an implementation plan was generated that will serve as a guide for executing the designed program Finally, through a pilot test, the brochure of the Communication strategy and the waste classification tool developed in visual basic corresponding to Education were validated and with the comparison of the percentages of proper waste sorting at the source for each of the bins in the work area before and after running the test, there was a decrease of kg in the amount of waste disposed erroneously for the colors white (usable waste) and black (non-usable waste), showing an improvement in the problem

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 6

| Autores

De la Hoz Rodas, Santiago | Bertel Pérez, Katy | Vesga Lastra, Carlos

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA PARA

DETECTAR Y PREVENIR MICRO SUEÑOS AL CONDUCIR MEDIANTE MACHINE LEARNING Y METODOLOGÍA

DOUBLE DIAMOND

La somnolencia al volante representa un grave problema en la seguridad vial debido a que estos episodios breves de sueño involuntario aumentan el riesgo de accidentes. El presente proyecto propone diseñar un sistema de alerta temprana para detectar y prevenir los micro sueños al conducir, mediante el uso de Machine Learning y metodología

Double Diamond. La propuesta se enfoca en diseñar una aplicación móvil, que analizando datos monitoreados en el conductor, identifique episodios de somn alerta

la aplicación que será visualizada por el usuario, ahí podrá observar las funcionalidades del sistema mediante la integración de algoritmos entrenados con dispositivos de medición. Así mismo, se propone la creación de los algoritmos backend y frontend respectivamente, con el fin de garantizar la eficiencia del software. Como resultado de este proyecto se obtuvo un sistema innovador con una interfaz amigable que puede ayudar a los conductores a prevenir micro sueños durante sus d vial.

De la Hoz Rodas, Santiago | Bertel Pérez, Katy | Vesga Lastra, Carlos

| Advisor: Carmen Regina Berdugo

Correa

DESIGN OF AN EARLY WARNING SYSTEM THAT DETECTS AND PREVENT MICRO SLEEP ON DRIVERS USING MACHINE

LEARNING

MODELS AND THE DOUBLE DIAMOND METHODOLOGY

Drowsiness while driving represent a serious problem regarding road safety, because these episodes of involuntary sleep increase the risk of accidents This project proposes a design of an early warning system that detects and prevent micro sleep on drivers using Machine Learning models and the Double Diamond methodology. This project focuses on designing a mobile application that uses data analysis by monitoring the drivers and identifies the possibilities of micro sleeps in real time and issues an alert. The

interface of this application was developed and that allows users to visualize all the functionalities the system has through the integration a trained algorithm with sensors that record the data. Similarly, the creation of the backend and frontend algorithms is proposed, respectively, in order to ensure the efficiency of the software. As a result we got an innovative system with a friendly interface that can help drivers prevent micro sleeps during their trips and increase safety on the roads.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 7

| Autores

Arrieta, Nathaly | Barrios, Orlanis | Jiménez, Nicholle

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE INVENTARIOS

PARA LA EMPRESA TGV DE COLOMBIA

TGV de Colombia es una empresa dedicada a la elaboración de mallas plásticas para distintos sectores de la economía. Un factor que afecta la producción y el cumplimiento de objetivos es la detención de máquinas debido a problemas mecánicos, a las cuales no se les puede realizar el mantenimiento requerido debido a la falta de un insumo o repuesto Por lo anterior, se plantea el diseño de un sistema de gestión de inventarios que involucre: primero, una herramienta que facilita la toma de decisiones sobre la evaluación y selección de un proveedor, evitando el riesgo de no contar con un buen servicio, productos de calidad y adecuados plazos de entrega.

Segundo, a través del Análisis ABC y el Principio de Pareto, se clasificó el inventario en tres grupos de acuerdo con la importancia del valor total del cada artículo, esto con el fin de optimizar la organización física del almacén y diseñar estrategias más precisas. Para finalizar, el tercer punto, consiste en la implementación del Método de aprovisionamiento periódico como política de control de inventarios, que a partir del establecimiento de un periodo fijo para grupos de ítems específicos, identifica cuándo y cuánto pedir, con el propósito de reducir costos de inventario, y regular las cantidades en excesos y faltantes en la operación en la compañía.

| Authors

Arrieta, Nathaly | Barrios, Orlanis | Jiménez, Nicholle

Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF AN INVENTORY MANAGEMENT SYSTEM FOR THE COMPANY TGV COLOMBIA

TGV de Colombia is a company dedicated to the production of plastic netting for different economy sectors. A major issue that affects the production and the achievement of company goals is the shutdown of machines due to mechanical problems, to which the required maintenance cannot be performed due to the lack of a specific supply or spare material. Therefore, we designed an inventory management system that involves: first, a decisionmaking tool that facilitates the evaluation and selection of a certain supplier, preventing the risk of receiving a bad service, ensuring quality products and appropriate delivery times.

On second instance, using the ABC Analysis and the Pareto Principle, the inventory was classified into three groups in relation to the total value importance of each item, in order to improve the physical organization of the warehouse and to develop more precise strategies. Finally, the third step consists in applying the Periodic Review System as an inventory control policy, by establishing a set time period for specific groups of items, in order to determine when and how much to order, aiming to reduce inventory costs and regulate over- and under-stocking problems in the organization.

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 8

Villalba Guerra, Valeria | Pancha Giraldo, Katherin Paola | Evilla Rodríguez, Daniela Andrea

Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE UN SISTEMA DE GESTIÓN PARA EL CONTROL

Y SEGURIDAD EN LAS OPERACIONES DE UNA EMPRESA

TRANSPORTADORA DE CARGA Y OPERADORA

LOGÍSTICA APLICANDO LA NORMATIVA BASC

El presente proyecto consiste en desarrollar un sistema de control y seguridad que cumpla con los estándares establecidos por la normativa BASC, para una empresa del sector del transporte terrestre. Dicha industria es particularmente vulnerable a la infiltración de grupos delictivos que aprovechan cualquier oportunidad para transportar sustancias o elementos ilícitos. Como resultado, se plantea la implementación de un sistema de gestión basado en la norma BASC, utilizando la metodología PHVA (Planear, Hacer, Verificar y Actuar). Para diseñar dicho sistema, es necesario preliminarmente: asignar un responsable del sistema, realizar un diagnóstico de la situación actual de la empresa y llevar a cabo un análisis DOFA para el desarrollo de estrategias.

Adicionalmente, se seleccionó el ciclo PHVA como estructura de diseño del sistema, el cual permitirá a la empresa

identificar los riesgos de la cadena de suministro, documentar las empresa identificar los riesgos de la cadena de suministro, documentar las actividades críticas, su alcance y los procedimientos que la empresa llevará a cabo, realizar seguimiento, medición y evaluación de las estrategias implementadas, planificar auditorías internas periódicas, aplicar acciones correctivas y de mejora; todo esto para asegurar el cumplimiento de los objetivos establecidos. Asimismo, es importante concientizar al personal acerca de la importancia de implementar un sistema de gestión para el control y seguridad de las operaciones de la empresa. Este proyecto representa un primer paso hacia el cumplimiento de estándares internacionales de seguridad y la posible obtención de la certificación BASC, con un diseño enfocado en alcanzar los objetivos establecidos por esta norma.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 8

Villalba Guerra, Valeria | Pancha Giraldo, Katherin Paola | Evilla Rodríguez, Daniela Andrea

| Advisor: Carmen Regina Berdugo Correa

DESIGN OF A MANAGEMENT SYSTEM FOR THE CONTROL AND SAFETY IN THE OPERATIONS OF A FREIGHT FORWARDING COMPANY AND LOGISTICS OPERATOR APPLYING THE BASC REGULATIONS

This project consists of developing a control and security system that complies with the standards established by BASC regulations for a company in the land transportation sector. This industry is particularly vulnerable to infiltration by criminal groups that take advantage of any opportunity to transport illicit substances or elements.

As a result, the implementation of a management system based on the BASC standard is proposed, using the PDCA (Plan, Do, Check and Act) methodology. To design such a system, it is necessary to preliminarily: assign a person responsible for the system, make a diagnosis of the current situation of the company and carry out a SWOT analysis for the development of strategies In addition, the PDCA cycle was selected as the system's design structure,

which will enable the company to identify supply chain risks, document critical activities, their scope and the procedures that the company will carry out, monitor, measure and evaluate the strategies implemented, plan periodic internal audits, and apply corrective and improvement actions, all to ensure compliance with the established objectives. It is also important to make personnel aware of the importance of implementing a management system for the control and safety of the company's operations. This project represents a first step towards compliance with international safety standards and the possibility of obtaining BASC certification, with a design focused on achieving the objectives established by this standard.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 9

| Autores

Arteta Padilla, Mariam | Echandía Villota, Camilo | Acosta Mendoza, Josue

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO

DE UNA HERRAMIENTA DE LOCALIZACIÓN Y RUTEO PARA LA FUMIGACIÓN DE PLAGAS EN CULTIVOS DE YUCA A TRAVÉS DEL ENTRENAMIENTO DE UNA RED NEURONAL CONVOLUCIONAL DE DETECCIÓN DE

OBJETOS EN IMÁGENES Y UN MODELO DE PROGRAMACIÓN LINEAL

El presente proyecto propone el diseño de una herramienta de localización y ruteo para la fumigación de plagas en cultivos de yuca Se utiliza una red neuronal convolucional (CNN) para detectar automáticamente las plagas en imágenes capturadas por drones. La CNN se entrena con un conjunto de datos etiquetados para identificar plagas como bacteriosis, trips y súper alargamiento. Además, se emplea un modelo de programación lineal entera mixta para optimizar las rutas de fumigación mediante la minimización de las distancias recorridas, considerando la ubicación de las plagas y la capacidad de los trabajadores teniendo

en cuenta las condiciones laborales. Se espera que esta herramienta mejore la eficiencia en la detección temprana y tratamiento de plagas en los cultivos El proyecto incluye una revisión documental, una descripción detallada del diseño, resultados de simulación y una evaluación que concluye que la herramienta diseñada supera el desempeño actual del sistema, en términos de tiempos y costos de localización y fumigación para cada tipo de plaga, proponiendo que el sector agrícola colombiano adopte soluciones tecnológicas similares, con el fin de ser más competitivos.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 9

Arteta Padilla, Mariam | Echandía Villota, Camilo | Acosta Mendoza, Josue

| Advisor: Carmen Regina Berdugo

Correa

DESIGN OF A LOCALIZATION AND ROUTING TOOL FOR PEST SPRAYING IN CASSAVA CROPS THROUGH THE TRAINING OF A CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK FOR OBJECT DETECTION IN IMAGES AND A LINEAR PROGRAMMING MODEL

This project proposes the design of a localization and routing tool for spraying pests in cassava crops. A convolutional neural network (CNN) is used to automatically detect pests in images captured by drones. The CNN is trained with a labeled dataset to identify pests such as bacteriosis, thrips, and super elongation In addition, a mixed integer linear programming model is employed to optimize spraying routes by minimizing the distances traveled, considering the location of pests and h i f k

given the working conditions This tool is expected to improve efficiency in early detection and treatment of crop pests. The project includes a literature review, a detailed description of the design, simulation results and an evaluation that concludes that the designed tool outperforms the current system in terms of location and spraying times and costs for each type of pest, proposing the adoption of similar technological solutions by the Colombian agricultural sector to be more competitive.

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 10

Schmalbach de la Cruz, Giselle Paola | Molina Oviedo, Marcela | Álvarez Marulanda, María Victoria

| Tutor: Carmen Regina Berdugo Correa

DISEÑO DE PLATAFORMA WEB PARA ASIGNACIÓN DE ACTIVIDADES EN EL VOLUNTARIADO INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE

El Voluntariado Institucional de la Universidad del Norte permite que los estudiantes colaboren como personal de staff en las distintas actividades de carácter académico y/o recreacional que se llevan a cabo en el campus, sin embargo, la eficiencia del proceso de asignación de estudiantes a los eventos se ve afectada por tareas manuales repetitivas, falta de regulación en la inscripción y cambios frecuentes en el personal. La solución propuesta a través del diseño de una plataforma digital de asignación de personal a las distintas actividades del voluntariado, haciendo uso del marco de trabajo .NET, ofrece a los el

filtrado de posibles participantes y la automatización del tratamiento de datos, y a los estudiantes, una experiencia ágil de inscripción a las convocatorias ofertadas. Para el diseño las funcionalidades de la plataforma, se hizo uso de la herramienta ilustrativa mock-ups, tanto para el Administrador como para el estudiante, usuarios de este sistema. Tanto estudiantes como la Coordinación de Voluntariado Institucional indicaron que la solución brindaría transparencia, agilidad y orden al proceso de asignación, sugiriendo una gran acogida para la plataforma, y su futura implementación por parte del

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 10

Schmalbach de la Cruz, Giselle Paola | Molina Oviedo, Marcela | Álvarez Marulanda, María Victoria

| Advisor: Carmen Regina Berdugo

Correa

DESIGN OF A WEB PLATFORM FOR ASSIGNING ACTIVITIES IN THE INSTITUTIONAL VOLUNTEERING OF THE UNIVERSIDAD DEL NORTE

The Institutional Volunteering of Universidad del Norte allows students to collaborate as staff personnel in the various academic and/or recreational activities that take place on campus, however, the efficiency of the process of assigning students to events is affected by repetitive manual tasks, lack of regulation in registration and frequent changes in personnel. The proposed solution through the design of a digital platform for assigning personnel to the different volunteer activities, using the .NET framework, offers to those in

potential participants and the automation of data processing, and to the students, an agile experience of registration to the offered calls For the design of the platform's functionalities, use was made of illustrative tool mockups, both for the Administrator and for the student users of this system. Both students and the Coordination of Institutional Volunteering indicated that the solution would provide transparency, agility and order to the assignment process, suggesting a great reception for the platform, and its future

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 11

| Autores

Pérez, Gina | Barcenas, Saray | Escobar, Leonardo

| Tutor: René Amaya

| Asesor: Adriana Moros

MODELACIÓN DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

SUBACUÁTICO SOSTENIBLE PARA CONTENEDORES REFRIGERADOS

Los contenedores refrigerados en los puertos son responsables de aproximadamente el 50% del consumo total de energía y los puertos dependen principalmente de combustibles fósiles, lo cual hace que las emisiones de carbono producto de esta actividad sea alto. Anteriormente, se presentó una propuesta de solución por parte de Bonifacio y Castro (2022), la cual aportó de manera significativa a un mayor entendimiento de la operación y la problemática. Motivada por la inviabilidad económica de la anterior, el presente proyecto está enfocado en diseñar y probar una nueva y revisada infraestructura de almacenamiento de contenedores refrigerados subacuática, diseñada específicamente para el puerto de Santa Marta, ya que en éste el 67% de los contenedores son refrigerados La infraestructura en mención cuenta con capacidad de albergar 800 contenedores distribuidos en 5

niveles de bandejas portacontenedores que habilitan depósito y recogida de los mismos con gran autonomía, dado un diseño que evita su apilamiento y reduce la temperatura ambiente del almacenamiento de los contenedores, por tanto, minimizando el consumo de energía fósil. Se modeló la implementación de esta estructura a través de una simulación de eventos discretos en el software Flexterm (software especializado para puertos) con el fin de analizar los tiempos de los procesos y los costos asociados a esta nueva propuesta Los resultados señalan que se manejan 572 refeers con una duración promedio de 4,32 días con esta solución. Asimismo, se reducen las emisiones de carbono en un 91,44%. Por otro lado, el análisis financiero efectuado para la inversión de $36.680.221,72 USD que sustenta esta propuesta, indica una TIR (Tasa Interna de Retorno) del 35% y una recuperación de la inversión en un período de 6 años

INDUSTRIAL

Pérez, Gina | Barcenas, Saray | Escobar, Leonardo

Advisor: René Amaya

| Advisor: Adriana Moros

MODELING OF A SUSTAINABLE UNDERWATER STORAGE SYSTEM FOR REFRIGERATED CONTAINERS

Refrigerated containers in ports are responsible for approximately 50% of total energy consumption and ports rely mainly on fossil fuels, which makes carbon emissions from this activity high. Previously, a proposed solution was presented by Bonifacio and Castro (2022), which contributed significantly to a better understanding of the operation and the problem. Motivated by the economic unfeasibility of the previous one, the present project is focused on designing and testing a new and revised underwater refrigerated container storage infrastructure, specifically designed for the port of Santa Marta, since 67% of the containers are refrigerated. The infrastructure in question has the capacity to hold 800 containers, distributed in 5 levels of container trays that enable deposit and collection

of containers with great autonomy, given a design that avoids stacking and reduces the ambient temperature of container storage, thus minimizing the consumption of fossil energy. The implementation of this structure was modeled through a discrete event simulation in Flexterm software (specialized software for ports) in order to analyze the process times and costs associated with this new proposal. The results show that 572 refeers are handled with an average duration of 4.32 days with this solution. Likewise, carbon emissions are reduced by 91 44% On the other hand, the financial analysis carried out for the investment of $36,680,221 72 USD that supports this proposal, indicates an IRR (Internal Rate of Return) of 35% and a recovery of the investment in a period of 6 years.

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 12

Álvarez-Correa Camargo, Andrea | Barriga Betín, Marcela Sofía | Correa Jiménez, Eluitsama Sofía

Tutor: René Amaya

REDISEÑO DE LAS UBICACIONES

DE ALMACENES DE INSUMOS DE MANUFACTURA DE VIDRIOS

El siguiente proyecto aborda una de las problemáticas de frecuente afectación a las compañías dedicadas a la producción y transformación de materia prima, la organización de los inventarios. Las empresas manejan altos niveles de inventario y por ende se requiere establecer una óptima distribución de la materia prima en los almacenes, así como una adecuada asignación de traslado de materiales desde las bodegas a las máquinas procesadoras

Una organización inadecuada afecta directamente al desempeño de las empresas especialmente a su proceso productivo, perjudicando el manejo y tiempo de transporte de los materiales en la planta

Este trabajo de grado se enfoca en solucionar una deficiente asignación de espacios de almacenamiento que obstruyen el flujo de materiales en una empresa dedicada a la transformación de láminas de vidrio. La solución propuesta consiste en diseñar y desarrollar una propuesta de reasignación de

ubicaciones de materia prima en distintos almacenes distribuidos en la planta, considerando la capacidad de almacenamiento de las bodegas y la demanda de las máquinas, para minimizar las distancias recorridas por los recursos empleados para el traslado. Se tuvo en cuenta el mayor índice de procesamiento de cada máquina, para asignar el tipo de referencia y la cantidad óptima que debería encontrarse en cada bodega, para utilizar correctamente el espacio que se tiene disponible Además, se implementó una zonificación estratégica en la planta, con el fin de optimizar los procesos de traslado y asegurar que los recursos encargados de mover los materiales estén disponibles para atender las necesidades de máquinas específicas. Añadido a esto, y usando herramientas de simulación de eventos discretos, se realizó la modelación de la situación actual de la empresa para compararla con la propuesta planteada

INDUSTRIAL

Álvarez-Correa Camargo, Andrea | Barriga Betín, Marcela Sofía | Correa Jiménez, Eluitsama Sofía

| Advisor: René Amaya

REDESIGN OF GLASS MANUFACTURING SUPPLY WAREHOUSE LOCATIONS

The following project addresses one of the problems that frequently affects companies dedicated to the production and transformation of raw materials, the organization of inventories. Companies manage high inventory levels and therefore it is necessary to establish an optimal distribution of raw materials in the warehouses, as well as an adequate allocation of the transfer of materials from the warehouses to the processing machines. An inadequate organization directly affects the performance of the companies, especially their production process, impairing the handling and transportation time of the materials in the plant. This degree work is focused on solving a deficient allocation of storage spaces that obstruct the flow of materials in a company dedicated to the transformation of glass sheets The proposed solution consists of designing

and developing a proposal for the reallocation of raw material locations in different warehouses distributed in the plant, considering the storage capacity of the warehouses and the demand of the machines, in order to minimize the distances traveled by the resources used for the transfer The highest processing rate of each machine was considered to assign the type of reference and the optimum quantity that should be in each warehouse, in order to correctly use the available space. In addition, a strategic zoning was implemented in the plant, in order to optimize the moving processes and ensure that the resources in charge of moving the materials are available to meet the needs of specific machines. In addition to this, and using discrete event simulation tools, the company's current situation was modeled to compare it with the proposed solution.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 13

| Autores

Jiménez Orozco, Isaac Elías | Cárdenas García, Anderson de Jesús | Ortega Martínez, Juan Pablo

| Tutor: René Amaya

RE-DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LA OPERACIÓN DE ALMACENAMIENTO EN UNA ENSAMBLADORA DE BICICLETAS

El diseño de planta es el proceso de decisión sobre la asignación de los espacios disponibles en las instalaciones de una empresa a los materiales, máquinas y personas para el desarrollo de las operaciones Esta distribución determina las zonas de producción, almacenamiento y flujo de los materiales con el objetivo de optimizar el uso del espacio disponible para aumentar la capacidad, eficiencia y productividad de los procesos. Este proyecto se llevó a cabo en una ensambladora de bicicletas que cuenta con un espacio disponible de 5500m3, pero presenta una mala distribución y planeación de las instalaciones. Esto resulta en problemas de apilamiento de bicicletas y repuestos, restricciones de flujo y mal aprovechamiento del espacio vertical. Para determinar la mejor ubicación de las estaciones de trabajo, se aplicó la metodología SLP (Systematic Layout Planning) de Muther, que, a través del análisis de las correlaciones de los procesos, permitió establecer la ubicación de la línea

de ensamble La planeación detallada se desarrolló utilizando la metodología de Bartholdi, quien propone en su libro “Warehouse and Distribution Science” un conjunto de criterios con los cuales se decidieron las zonas de ubicación de las bicicletas terminadas, repuestos y accesorios Además, se propusieron adecuaciones locativas como la incorporación de mezzanines, divisiones estructurales, accesos, escaleras, puertas corredizas y una estrategia de almacenamiento de las bicicletas en guacales para mejorar la productividad. Finalmente, se elaboraron los planos generales y detallados, diagramas de recorrido, mapas de flujo y renders que permiten visualizar las mejoras propuestas Los resultados indican que las propuestas de diseño aumentan la capacidad de almacenamiento en un 16%, incrementan la productividad en un 24%, mejoran en los tiempos de operación en un 20% y se optimizan los flujos y recorridos.

INDUSTRIAL

Jiménez Orozco, Isaac Elías | Cárdenas García, Anderson de Jesús | Ortega Martínez, Juan Pablo

| Advisor: René Amaya

REDESIGN AND SIMULATION OF THE STORAGE OPERATION IN A BICYCLE ASSEMBLY PLANT

Plant layout design is the decision-making process regarding the allocation of available spaces within a company's facilities to materials, machinery, and personnel for carrying out operations. This distribution determines the areas for production, storage, and material flow with the aim of optimizing the use of available space to increase capacity, efficiency, and productivity of the processes. This project was carried out in a bicycle assembly plant with an available space of 5500m3 that had poor distribution and planning of the facilities, resulting in bicycle and spare parts stacking issues, flow restrictions, and underutilization of vertical space. To select the best location for workstations, the SLP (Systematic Layout Planning) methodology by Muther was applied. This methodology, through the analysis of process correlations,

allowed establishing the assembly line's location. Detailed planning was developed using Bartholdi's methodology, as proposed in his book "Warehouse and Distribution Science," which provides a set of criteria for deciding the locations of finished bicycles, spare parts, and accessories. Additionally, locational adjustments were proposed, such as mezzanines, structural divisions, access points, staircases, sliding doors, and a bicycle storage strategy using crates to improve productivity. Finally, overall and detailed layouts, flow diagrams, flow maps, and renders were created to visualize the proposed improvements The results indicate that the design proposals increase storage capacity by 16%, improve productivity by 24%, enhance operation times by 20%, and optimize flows and pathways.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 14

| Autores

Carmona, David | González, Marianella | Ruiz, Natalia

| Tutor: Ruber Yie

PREDICCIÓN DEL VALOR A OFERTAR EN UNA SUBASTA DE VEHÍCULOS UTILIZANDO MACHINE LEARNING

La compañía recicladora de vehículos usados, ABA, con sede en Florida, obtiene su materia prima a través de su actividad principal que en este caso son las compras en subastas de vehículos usados. La determinación del precio a ofertar en las subastas es el problema más relevante para ABA, ya que, si el precio es muy bajo, es probable que otro comprador gane la subasta, mientras que si es muy alto, se ven afectadas las utilidades de la compañía. En este proyecto, se utilizaron técnicas de Machine Learning y analitica de datos avanzada para predecir los precios en las subastas de dichos vehículos. Se realizaron analisis

exploratorios para evaluar los comportamientos de los datos suministrados y su correlación entre variables Se compararon diferentes algoritmos, tales como regresión lineal múltiple, XG-Boost, árboles de clasificación y regresión, y Random Forest. Los modelos obtenidos se analizaron con base en criterios como el MAPE para identificar aquel que arrojara el mínimo error en la predicción de los valores a ofertar por el vehículo. Con la solución propuesta, se lograron ahorros de aproximadamente 24% , respecto al método utilizado por la compañía anteriormente.

Carmona, David | González, Marianella | Ruiz, Natalia

Advisor: Ruber Yie

PREDICTION OF THE VALUE TO BID IN A VEHICLE AUCTION USING MACHINE LEARNING

The Florida-based used vehicle recycling company, ABA, obtains its raw material through its primary activity, which is buying used vehicle in auctions The determination of the price to offer in the auctions is the most relevant problem for ABA, since , if the price is too low, it is likely that another buyer will win the auction, while if it is too high, the profits of the company are affected. In this project, Machine Learning techniques and advanced data analytics were used to predict the auction prices of these vehicles. Exploratory analyzes were carried out to

evaluate the behavior of the supplied data and its correlation between variables. Different algorithms were compared, such as multiple linear regression, XG-Boost, classification and regression trees, and Random Forest. The models obtained were analyzed based on criteria such as the MAPE to identify the one that yielded the minimum error in the prediction of the values to be offered for the vehicle. With the proposed solution, savings of approximately 24% were achieved, compared to the method used by the company previously

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 15

| Autores

Castro de Castro, Julián Andrés | Manosalva de la Hoz, Andrés Felipe | Oñate Barrios, Jairo

Andrés

| Tutor: Ruber Yie

DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA PARA LA GESTIÓN Y CONTROL DE INVENTARIO EN LA COMERCIALIZADORA

SARETH SAS

El proyecto se enfoca en la situación de la empresa comercializadora de aceite de palma y soya ubicada en el departamento del Atlántico específicamente el municipio de Ponedera, Sareth S.A.S., la cual está experimentando pérdidas económicas debido a la pérdida de inventario de materias primas, etiquetas dañadas, empaques y mal manejo de insumos durante el proceso productivo. El objetivo es diseñar un sistema de inventario automatizado para un mejor

previsión de la demanda conforme a los registros de información histórica de la comercializadora. Además, se realiza una revisión literaria que aborda la importancia de la gestión de inventarios en la cadena de suministro y el uso de la Planificación de Requerimientos de Materiales (MRP). También se revisan modelos de gestión de inventarios para diseñar políticas adecuadas. En resumen, el documento propone soluciones para mejorar la gestión de inventario y reducir las pérdidas económicas en la empresa

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 15 | Authors

Castro de Castro, Julián Andrés | Manosalva de la Hoz, Andrés Felipe | Oñate Barrios, Jairo Andrés | Advisor: Ruber Yie

DESIGN OF A TOOL FOR INVENTORY MANAGEMENT AND CONTROL IN THE COMPANY SARETH SAS

This project focuses on addressing the inventory challenges faced by Sareth

S.A.S., a trading company, which has experienced economic losses due to inventory discrepancies, damaged labels, packaging issues, and mishandling of inputs during the production process.

The primary objective is to design an automated inventory system that enhances control over raw materials and production inputs, including demand forecasting. The document includes a comprehensive review of relevant literature, exploring efficient inventory

in the supply chain, emphasizing the utilization of dynamic systems for inventory analysis and control. Additionally, it examines the application of Material Requirements Planning (MRP) in inventory management and presents an overview of inventory management models for developing effective inventory policies within supply chains. In conclusion, the document proposes solutions aimed at improving inventory management and mitigating economic losses. By implementing the recommended automated inventory

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 16

| Autores

Doncel Granadillo, María Claudia | García Castro, Valeria | Dávila Álvarez, Diana Marcela

| Tutor: Ruber Yie

LIMITACIÓN DE LA CAPACIDAD PRODUCTIVA EN LA EMPRESA PANADERÍA NUEVA YORK BARRANQUILLA -

COLOMBIA

En el presente proyecto se describe la situación actual que enfrenta la Panadería Nueva York SAS, la cual experimenta largas colas de espera en los productos que deben ser llevados al proceso de horneado. Esto se debe a que se le da prioridad al pan molde. El objetivo de este estudio es proponer mejoras utilizando herramientas de estudio de tiempos, movimientos y simulación para solucionar el problema de limitación de la capacidad productiva en la empresa Panadería Nueva York SAS En primer lugar, se procedió a e 5 A

realizar un estudio de tiempos de cada producto, revelando que el proceso de crecimiento presentaba una desviación estándar significativa en comparación con los demás procesos. Por último, se llevó a cabo una simulación de los procesos de cada uno de los paneles seleccionados, desde el inicio hasta el final, con el fin de buscar mejoras para resolver los cuellos de botella identificados. El objetivo fue encontrar soluciones para los problemas de capacidad identificados. Mediante el análisis del flujo de producción y la l e d

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 16 | Authors

Doncel Granadillo, María Claudia | García Castro, Valeria | Dávila Álvarez, Diana Marcela

| Advisor: Ruber Yie

LIMITATION OF THE PRODUCTIVE CAPACITY IN THE

COMPANY PANADERÍA NUEVA YORK BARRANQUILLA -

COLOMBIA

This project presents the current situation faced by Panadería Nueva York

S.A.S., where significant queues occur in products awaiting the baking process, primarily due to the prioritization of loaf bread. The objective of this study is to propose improvements using time and motion study tools and simulation techniques to address the limitations in the company's production capacity. The project begins with an observation of each process, resulting in the creation of a flowchart for the selected five bread types Data is then collected for time s a s e g

other processes. Subsequently, a simulation is conducted for each selected bread type, capturing the entire process from start to finish, with the aim of identifying and addressing bottlenecks. The study seeks to propose solutions to the identified bottlenecks by analyzing production flow and simulating different scenarios. The goal is to propose improvements that alleviate the limitations in Panadería Nueva York S.A.S.'s production capacity. By applying time and motion study techniques and utilizing simulation tools, t y a

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 17

| Autores

Santiago, Leonardo | Brito, Alberto | Buitrago, Santiago

| Tutor: Ruber Yie

DISEÑO DE UN MODELO DE CLASIFICACIÓN PARA PREDICCIÓN DE OPORTUNIDAD LABORAL A PARTIR DE LA GEIH QUE TENGA EN CUENTA EL CONCEPT DRIFT

Para realizar una decisión migratoria, se deben considerar múltiples aspectos, entre ellos el político, económico y las oportunidades laborales. La posibilidad de encontrar empleo formal es un factor clave para los migrantes, por lo que el uso de modelos de machine learning para predecir esta posibilidad sería de gran utilidad para quienes deseen emigrar a nuestro país. La pandemia del Covid-19 ha impactado adversamente el funcionamiento social, y este proyecto aprovecha esta coyuntura para estudiar el concepto de cambio en los modelos de machine learning, conocido como concept drift Se busca medir y proponer la mejor solución para manejar este fenómeno. Se diseñan cuatro modelos de machine learning para clasificar nuestra variable de interés: Random Forest, Logistic Regression, Decision Tree y K-Neighbors A través de la validación cruzada, se determina que el mejor modelo es Logistic Regression. Este mo previos a

DANE y la encuesta GEIH. Estos datos son preprocesados para obtener las variables relevantes y se dividen en dos conjuntos: antes y durante la etapa de la pandemia. Con el objetivo de mejorar las métricas de rendimiento, se utiliza la técnica de submuestreo (undersampling) debido al desequilibrio en la variable de interés, lo cual dificulta que el modelo pueda predecir de manera precisa Se proponen y evalúan tres escenarios de posibles soluciones para abordar el concept drift. Se realiza una comparación estadística de las métricas de AUC en cada escenario y se determina que la mejor solución es volver a entrenar el modelo con los datos de la etapa de la pandemia. En resumen, este proyecto utiliza modelos de machine learning para predecir la posibilidad de encontrar empleo formal en nuestro país Además, se aborda el concept drift en los modelos y se propone la mejor solución, que implica el reentrenamiento del urante la

Santiago, Leonardo | Brito, Alberto | Buitrago, Santiago

| Advisor: Ruber Yie

DESIGN OF A CLASSIFICATION MODEL FOR THE PREDICTION OF JOB OPPORTUNITY FROM THE GEIH TAKING INTO ACCOUNT THE CONCEPT DRIFT

This research project focuses on the decision-making process for migration, considering political, economic, and employability factors. The availability of formal employment is a significant concern for migrants, and the use of machine learning models to predict this possibility can provide valuable insights for those considering migration to a specific country. The COVID-19 pandemic has had adverse effects on social functioning, creating an opportunity to study and address the concept drift phenomenon in machine learning models. This project proposes the design of four machine learning models, namely Random Forest, Logistic Regression, Decision Tree, and K-Neighbors, to classify the target variable The models are evaluated using cross-validation and selection methods

as top-performing model Pre-pandemic data from DANE and the GEIH survey are preprocessed and divided into two subsets: pre-COVID and COVID stages. To enhance performance metrics, undersampling is employed due to imbalanced target variable categories. Three scenarios are proposed and evaluated to handle concept drift, comparing AUC metrics statistically. Ultimately, retraining the model with COVIDstage data is determined to be the most effective solution. This project aims to leverage machine learning models to predict formal employment opportunities for migrants while considering political, economic, and employability factors. Furthermore, it addresses the challenges posed by concept drift in models and suggests the optimal approach of retraining era data

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 18

| Autores

Pinto de

Cruz, Jailene | Guzmán Guzmán, Mariangélica | Polo López, Jaime Andrés

| Tutor: Ruber Yie

DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA PARA LA PROGRAMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE LA EMPRESA

MODULTEK S.A.S.

El presente proyecto de investigación tiene como objetivo el diseño de una herramienta para facilitar la programación de la producción de una empresa productora de muebles de tipo modular en melamina, con el propósito de solucionar la problemática referente a la carencia de un sistema eficiente de programación que en la actualidad afecta negativamente las utilidades de la empresa. La solución propuesta contempla la creación de un panel de control (Dashboard) y una herramienta de programación que permitirá establecer el momento adecuado para la producción de cada artículo, plazos de entrega y recursos a emplear, con el fin de minimizar los costos y tiempos de espera de los clientes, así como el tiempo de espera por el abastecimiento de la materia prima. Para el diseño e implementación de estas herramientas, se sugiere realizar un análisis exhaustivo de los procesos productivos y la disponibilidad de recursos, así como utilizar algoritmos y modelado de datos. Con la implementación de esta herramienta, se espera mejorar significativamente la eficiencia de la empresa

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 18 | Authors

Pinto de la Cruz, Jailene | Guzmán Guzmán, Mariangélica | Polo López, Jaime Andrés

| Advisor: Ruber Yie

DESIGN OF A TOOL FOR THE PRODUCTION SCHEDULING OF THE COMPANY MODULTEK S.A.S.

This research project aims to design a tool to facilitate the production scheduling of a manufacturing modular type of furniture in melamine, in order to address the challenge of lacking an efficient scheduling system, that currently negatively affects the profits of the company. The proposed solution contemplates the creation of a control panel (Dashboard) and a programming tool that will allow for establishing the appropriate time for the production of each item, delivery times, and resources to be used, to minimize the

costs and waiting times of the customers, as well as the waiting time for raw material supply. For the design and implementation of these tools, a comprehensive analysis of the production processes and resource availability is recommended, along with the utilization of algorithms and data modeling. The implementation of this tool is expected to significantly improve the company's efficiency by enhancing production scheduling capabilities and improving resource utilization.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 19

| Autores

Jiménez Vides, Víctor Danilo | Cerpa Escaño, Adriana Del Pilar

| Tutor: Ruber Yie

HOMOGENIZACIÓN

DE LA FORMULACIÓN DE LA LÍNEA DE PAN TIPO PERRO ESPECIAL DE UNA PANADERÍA

En este proyecto, se aborda la solución a un problema en la PANADERÍA SABROPPERO, ubicada en la ciudad de Barranquilla. Esta panadería se destaca por ofrecer productos de calidad para la elaboración de comidas rápidas. Sin embargo, la empresa presenta variabilidad en la calidad de la materia prima y en los procesos de producción de su línea de pan perro especial Esto ha llevado a un aumento en el porcentaje de productos no conformes, generando pérdidas económicas debido a los desperdicios de los productos que no cumplen con los estándares de calidad, así como a la devolución por garantía y a la pérdida de clientes importantes. Como resultado, la empresa ha experimentado una notable disminución en su porcentaje de ganancias y ha visto afectada su credibilidad en cuanto a los plazos de entrega. Para abordar esta problemática, se llevó a cabo una serie de diseños de experimentos, en los cuales se identificó la importancia de los factores

que influyen en el proceso de elaboración de la línea de pan Como resultado, se determinó que la combinación óptima se alcanzaba cuando el porcentaje de grasa de la margarina era del 80%, la cantidad de levadura era de 13 gramos y el tiempo en el cuarto de crecimiento era de 17 horas Esta combinación maximiza la calidad del pan. Se realizó un análisis de costos comparando el proceso actual con esta alternativa de solución, revelando que el porcentaje de ganancia aumenta en un 3 63% en comparación con el porcentaje actual, y que el porcentaje de productos defectuosos disminuye en un 4%. Con esta solución, la empresa logrará mantener la calidad y evitará la pérdida de clientes Para corroborar la aceptación de esta formulación, se llevó a cabo una encuesta con una muestra de 16 clientes, obteniendo una aceptabilidad del 94% por parte de la clientela

Jiménez Vides, Víctor Danilo | Cerpa Escaño, Adriana Del Pilar

| Advisor: Ruber Yie

STANDARDIZATION OF THE FORMULATION FOR THE SPECIAL HOT DOG BREAD LINE IN A BAKERY

In this project, the solution to a problem at PANADERÍA SABROPPERO, located in the city of Barranquilla, is proposed This bakery stands out for offering quality products for the preparation of fast food. However, the company faces variability in the quality of the raw materials and in the production processes of its special hot dog bread line This has led to an increase in the percentage of non-conforming products, resulting in economic losses due to waste from products that do not meet quality standards, as well as warranty returns and the loss of important customers. As a result, the company has experienced a significant decrease in its profit percentage and has suffered a loss of credibility regarding delivery times. To cover this issue, a series of experiments were conducted to identify the significance of the factors that influence

the production process of the bread line Consequently, it was determined that the optimal combination was achieved when the margarine fat percentage was 80%, the amount of yeast was 13 grams, and the time in the growth room was 17 hours This combination maximizes the quality of the bread A cost analysis was performed, comparing the current process with this alternative solution, revealing that the profit percentage increases by 3.63% compared to the current percentage, and the percentage of defective products decreases by 4% With this solution, the company will maintain its quality and prevent the loss of customers To confirm the acceptance of this formulation, a survey was conducted with a sample of 16 customers, resulting in a customer acceptance rate of 94%.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 20 | Autores

Salguedo

Carrillo, Diana Carolina | Aponte Pereira, Angie | García Varela, Humberto de Jesus

| Tutor: Rita Peñabaena

DISEÑO DE UN MODELO DE PREDICCIÓN DE PRECIOS DE BIENES

RAÍCES EN LA CIUDAD DE BARRANQUILLA: UN ENFOQUE

COMBINADO DE TÉCNICAS DE REGRESIÓN Y CLUSTERING

El mercado de bienes raíces tiene una gran relevancia en la economía del país. Sin embargo, este sector se ve afectado por el constante desarrollo del mercado, su sensibilidad a las tendencias y diversos factores económicos, sociales o ambientales, que repercuten en el avalúo de las viviendas. Asimismo, la subjetividad de las partes involucradas al asignar un valor y la falta de rapidez en estos procesos generan desconfianza entre los integrantes del mercado, incertidumbre y, por ende, riesgos de inversión. Por ello, en este proyecto se busca diseñar un modelo de predicción de precios y una interfaz que facilite su replicabilidad, escalabilidad y uso a fin de satisfacer las necesidades de los actores de este sector en la ciudad de Barranquilla. Para esto, se implementó la metodología CRISDDM, la cual establece un eje de acción para el correcto entendimiento del problema, la eficacia en el análisis y aplicación de los modelos. Además, para el desarrollo del trabajo se evaluaron distintas técnicas de regresión a un conjunto

de configuraciones, para identificar la combinación que mejor se ajusta a los datos y genera el modelo más robusto. Dichas configuraciones fueron formadas mediante el ajuste de la variable de respuesta, tomándola como precio del área total o por metro cuadrado, la clasificación de los datos por tipo de vivienda y los clusters obtenidos, de acuerdo a esta clasificación, por medio del método de K-Prototypes. En cuanto a los algoritmos de regresión, se emplearon las técnicas de Redes Neuronales Artificiales, Support Vector Regresion, XGBoost y Random Forest El modelo final fue elaborado escogiendo la mejor combinación para cada tipo de vivienda, es decir, un modelo ensamblado. Este obtuvo los mejores resultados en cuanto a desempeño, como un RMSE de aproximadamente 130 millones, siendo al menos 10% mejor que el método tradicional que obtuvo 144 millones Finalmente, este modelo fue desplegado en formato de página web por medio de Flask y Python.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 20

Salguedo Carrillo, Diana Carolina | Aponte Pereira, Angie | García Varela, Humberto de Jesus

| Advisor: Rita Peñabaena

DESIGN OF A REAL ESTATE PRICE PREDICTION MODEL IN THE CITY OF

BARRANQUILLA:

A COMBINED APPROACH OF REGRESSION AND CLUSTERING TECHNIQUES

The real estate market has a great relevance in the country's economy. However, this sector is affected by the constant development of the market, its sensitivity to trends and various economic, social and environmental factors, among others, which end up having an impact on the appraisal of homes Likewise, the subjectivity of the parties involved when assigning a price and the lack of speed in these processes generate distrust among market participants, uncertainty and thus investment risks Therefore, this project aims to design a real estate price prediction model and an interface that facilitates its replicability, scalability and use in order to meet the needs of the stakeholders in this sector in the city of Barranquilla To achieve this, the CRISD-DM methodology was implemented, which establishes a framework for the correct understanding of the problem, the efficiency in the analysis and application of the models. In addition,

for the paper development, different regression techniques were evaluated to a set of different configurations to identify the combination that best fits the data and generates the most robust model These configurations were formed by adjusting the response variable, taking it as the price per total area or per square meter, classifying the data by type of housing and the clusters obtained according to this classification by means of the K-Prototypes method. As for the regression algorithms, Artificial Neural Networks, Support Vector Regression, XGBoost and Random Forest techniques were used The final model was elaborated by choosing the best combination for each type of housing, i.e., an ensemble model. It obtained the best results in terms of performance, such as a RMSE with a result of 130 million, being at least 10% better than the traditional method (144 million). Finally, this model was deployed in web page format by means of Flask and Python.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 21

|

Autores Gutiérrez, María | Buendia, Sofía | Carbal, Marianella

Tutor: Rita Peñabaena

DISEÑO DE MODELO MATEMÁTICO PARA EL CÁLCULO Y ASIGNACIÓN DE PAQUETES DE DESCUENTO EN LOS PORTAFOLIOS DE PRODUCTOS DE UNA EMPRESA DE CONSUMO MASIVO

La creación de paquetes de productos es una estrategia de marketing ampliamente utilizada por las empresas de bienes de consumo. Sin embargo, es un proceso complejo debido a los numerosos factores que deben considerarse para lograr rentabilidad y satisfacción del cliente, implica combinar productos complementarios o sustitutos, definir precios y márgenes de beneficio, evaluar la rentabilidad y considerar las preferencias y demandas de los clientes En este proyecto, surge la necesidad de diseñar una herramienta tecnológica que utilice la modelación matemática para establecer puntos óptimos que permitan la creación de paquetes de productos con un descuento/precio óptimo. Debido al enfoque en maximizar las ganancias, existen limitaciones financieras para evitar costos adicionales al comprar licencias diferentes de las que se utilizan comúnmente Por lo tanto, el modelo se diseñará e implementará en el software Solver de Microsoft Excel, lo que representa una menor inversión

para la empresa que los software especializados La propuesta central de este proyecto es desarrollar un modelo matemático utilizando programación lineal para optimizar la creación de paquetes de productos. Este modelo permitirá asignar combinaciones óptimas, maximizando la rentabilidad y mejorando las ventas de productos menos vendidos históricamente. Para evaluar la efectividad del modelo, se realizó una prueba piloto. Los resultados de esta prueba piloto arrojaron una combinación óptima. Esta combinación resultó en una utilidad del 50% por paquete para los distribuidores, esto es clave y efectivo para para aumentar rentabilidad y ventas, ya que mejoró la demanda de productos menos vendidos. Las ventas de abril de la empresa superaron las del año pasado, indicando el impacto positivo de la promoción de paquetes. Este enfoque genera combinaciones óptimas, mejorando rentabilidad y aumento en las ventas de Coca- Cola

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 21

| Authors

Gutiérrez,

María | Buendia, Sofía | Carbal, Marianella

| Advisor: Rita Peñabaena

MATHEMATICAL MODEL DESIGN FOR DISCOUNT CALCULATION AND ALLOCATION IN THE PRODUCT PORTAFOLIOS OF A FASTMOVING CONSUMER GOODS (FMCG) COMPANY

Product bundling is a widely used marketing strategy by consumer goods companies. However, it is a complex process due to the numerous factors involved in achieving profitability and customer satisfaction It involves combining complementary or substitute products, defining prices and profit margins, evaluating profitability, and considering customer preferences and demands This project aims to design a technological tool that utilizes mathematical modeling to establish optimal points for creating product bundles with an optimal discount/price. To maximize profits, there are financial limitations in purchasing different licenses, hence the model will be designed and implemented in Microsoft Excel's Solver software, representing a cost-effective solution. The central proposal of this project is to develop a mathematical model using linear programming to optimize the creation of product bundles This model will allow for the allocation of optimal combinations, maximizing profitability and improving

the sales of historically less popular products. To assess the model's effectiveness, a pilot test was conducted. The results of this pilot test yielded an optimal combination that resulted in a 50% profit per bundle for the distributors, which is crucial and effective for increasing profitability and sales as it improved the demand for low-selling products. The company's sales in April exceeded those of the previous year, indicating the positive impact of the bundle promotion This approach generates optimal combinations, improving profitability, and increasing sales In conclusion, this project proposes the development of a mathematical model based on linear programming to optimize the creation of product bundles. The results of the pilot test showcase its effectiveness in generating optimal combinations and improving profitability and product sales. This tool provides companies with an efficient and precise solution to maximize the benefits of product bundling.

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 22

Ramírez Hennessey, David José | Reveiz Hadechny, Fuad | Nowogroder Montes, Daniel

| Tutor: Rita Peñabaena

DISEÑO DE UN CUESTIONARIO PARA LA VALORACIÓN DE LA CALIDAD EDUCATIVA SEGÚN LA SATISFACCIÓN ESTUDIANTIL DE LA FACULTAD DE INGENIERÍAS DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE BASADO EN EL MODELO ECSI

Este proyecto tuvo como objetivo el diseño de un cuestionario la valoración de la calidad educativa de la facultad de Ingenierías de la Universidad del Norte basándose en el modelo ECSI. El propósito del proyecto fue identificar el nivel de satisfacción de los estudiantes con respecto a factores clave y busca contribuir al mejoramiento continuo de la calidad educativa y, por ende, aumentar el rendimiento académico y retener a los estudiantes en los programas de pregrado de ingenierías de la Universidad del Norte. Para lograr este objetivo, se propuso un modelo de encuesta que permitiera medir el nivel de satisfacción de los estudiantes con respecto a la calidad de la educación en los pregrados de Ingeniería y tiene la intención de ser aplicado periódicamente para monitorear los cambios en la satisfacción estudiantil, identificar tendencias, y tomar medidas correctivas si es necesario. Este cuestionario incluye preguntas relacionadas con servicios académicos, servicios

administrativos, instalaciones, satisfacción general, vida estudiantil, profesorado El proyecto contó con una prueba piloto para probar la validez del cuestionario diseñado y mejorar la encuesta en base a los fallos encontrados. Se seleccionó una muestra de estudiantes y se analizaron detalladamente los resultados obtenidos en la prueba piloto. Posteriormente, se aplicó el cuestionario final a los estudiantes de la facultad de Ingeniería en la Universidad del Norte para evaluar su satisfacción con respecto a los factores determinados anteriormente. Los resultados obtenidos fueron analizados para identificar los factores determinantes y estos pueden ser utilizados para mejorar aspectos específicos que afecten negativamente la satisfacción estudiantil de los estudiantes encuestados Además, este proyecto puede servir como modelo para otras facultades o universidades interesadas en medir su calidad educativa mediante encuestas periódicas basadas en el modelo ECSI.

| Authors

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 22

Ramírez Hennessey, David José | Reveiz Hadechny, Fuad | Nowogroder Montes, Daniel

| Advisor: Rita Peñabaena

DESIGN OF A QUESTIONNAIRE FOR THE EVALUATION OF EDUCATIONAL QUALITY ACCORDING TO STUDENT SATISFACTION IN THE ENGINEERING FACULTY OF THE UNIVERSIDAD DEL NORTE BASED ON THE ECSI MODEL

This project had as objective the design of a questionnaire for the evaluation of the educational quality of the Faculty of Engineering of the Universidad del Norte based on the ECSI model. The purpose of the project was to identify the level of student satisfaction with respect to key factors and seeks to contribute to the continuous improvement of educational quality and, therefore, increase academic performance and retain students in the undergraduate engineering programs of the Universidad del Norte. To achieve this objective, a survey model was proposed to measure the level of student satisfaction with respect to the quality of undergraduate engineering education and is intended to be applied periodically to monitor changes in student satisfaction, identify trends, and take corrective action if necessary. This questionnaire includes questions related to academic

services, administrative services, facilities, overall satisfaction, student life, faculty. The project included a pilot test to test the validity of the designed questionnaire and improve the survey based on the flaws found A sample of students was selected and the results obtained in the pilot test were analyzed in detail. Subsequently, the final questionnaire was applied to the students of the Faculty of Engineering at Universidad del Norte to evaluate their satisfaction with respect to the factors determined above. The results obtained were analyzed to identify the determining factors and these can be used to improve specific aspects that negatively affect the student satisfaction of the surveyed students. In addition, this project can serve as a model for other colleges or universities interested in measuring their educational quality through periodic surveys based on the ECSI model.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 23 |

Autores

Avila Parra, Andrea Isabel | Castro Bueno, Dalia Alexandra | Gómez Durán, Karen Juliana

| Tutor: Rita Peñabaena

| Asesor: Daniel Romero

DISEÑO DE UN MODELO DE SEGMENTACIÓN DE CLIENTES

MOROSOS BASADO EN VARIABLES FINANCIERAS Y DE CENTROS DE COBRO PARA PROPONER ESTRATEGIAS PERSONALIZADAS DE GESTIÓN EN DEPARTAMENTOS DE COBRANZA

La cobranza es el proceso con el cual las compañías buscan retornar los ingresos ya generados por sus productos o servicios, a partir del cobro de facturas que no han sido canceladas por sus clientes. Para esto es necesario segmentar, dependiendo de la complejidad del caso, los usuarios morosos entre los cobradores del área, quienes contactan al cliente para motivar el pago de las obligaciones. A raíz de la baja segmentación automatizada de clientes, en empresas de manufactura y servicios, se ha evidenciado que este proceso es lento, inexacto y costoso. Esto afecta el número de deudas incobrables, los costos de endeudamiento y la rentabilidad de las compañías, lo cual puede resultar en insolvencia para pequeñas y medianas empresas. Con el estudio del área de cobranza de una Fintech en Colombia, este proyecto diseña un modelo de clasificación de clientes de microcrédito, según su historial financiero y contactabilidad Lo anterior, con el fin

de automatizar la división de los clientes entre los gestores, y así proponer medios y horarios de cobro para la primera y segunda llamada. Los resultados permitieron disminuir las visitas al deudor en un 3.19% y las llamadas en un 6 22%, lo que apunta también a la reducción de costos y el aumento de la capacidad de cobro del área Además, con un diagnóstico del proceso, se recomendaron programas preventivos de mora, incentivos y capacitación, tanto de clientes como gestores, para regular el porcentaje de usuarios vencidos en la empresa. Estudios próximos pueden agregar el análisis del contexto demográfico de cada tipo de cliente, para evaluar cómo este afecta la probabilidad de pago. Por otra parte, es posible encontrar patrones críticos de comportamiento en los clientes que se convirtieron en ilocalizables, de manera que se orienten futuras estrategias que protejan a la compañía ante la eventual pérdida de contacto y dinero sobre estos deudores

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 23 | Authors

Avila Parra, Andrea Isabel | Castro Bueno, Dalia Alexandra | Gómez Durán, Karen Juliana

| Advisor: Rita Peñabaena

| Advisor: Daniel Romero

DESING OF A MODEL FOR SEGMENTATION OF DEBTORS BASED ON FINANCIAL AND CONTACT CENTERS VARIABLES TO PROPOSE CUSTOMIZED MANAGEMENT STRATEGIES IN COLLECTIONS DEPARTMENTS

Collection is the process by which companies seek to return the income already generated by their products or services, from the collection of invoices that have not been paid by their customers. For this it is necessary to segment, depending on the complexity of the case, the delinquent users among the collectors of the area, who contact the client to motivate the payment of the obligations As a result of the low level of automated customer segmentation in manufacturing and service companies, it has become evident that this process is slow, inaccurate, and costly. This affects the number of bad debts, indebtedness costs and the profitability of companies, which can result in insolvency for small and mediumsized companies With the study of the collection area of a Fintech in Colombia, this project designs a model for classifying microcredit clients according to their financial history and contactability. The previous, to automate the

division of customers between managers, and thus propose means and collection schedules for the first and second call The results allowed a reduction of 3.19% for visiting the debtors and 6.22% in the number of calls, which also points to a reduction in costs and an increase in the area's collection capacity In addition, with a diagnosis of the process, preventive programs of delayed payments, incentives, and training, both for clients and managers, were recommended to regulate the percentage of overdue users in the company Future studies can add the analysis of the demographic context of each type of customer, to evaluate how this affects the probability of payment. On the other hand, it is possible to find critical patterns of behavior in customers who became unreachable, to guide future strategies to protect the company against the eventual loss of contact and money on these debtors.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 24

| Autores

Posada Krautz, Daniela | Prins Serrano, Sarai P | Vieira Algarin, Javier A

| Tutor: Rita Peñabaena

DISEÑO DE UN MODELO DE AGRICULTURA URBANA

PARA LA MEJORA DE LA SEGURIDAD ALIMENTARIA DEL ATLÁNTICO

El departamento del Atlántico es una de las zonas donde prevalece la inseguridad alimentaria, debido a las características socioeconómicas de su población Actualmente se encuentran en desarrollo proyectos gubernamentales para abordar la problemática, sin embargo, la cantidad de hogares del territorio que se encuentran en esta condición supera el 30% Por esto, la propuesta consistió en el diseño de un modelo de agricultura urbana, otorgando a cada familia voluntaria la posibilidad de cultivar una especie típica de la región en invernaderos a pequeña escala El diseño del invernadero se destaca por su forma hexagonal innovadora, que hace posible la unión de varios ejemplares para la creación de una estructura tipo panal, ampliando así el área de cosecha Durante el desarrollo del proyecto, se presentaron limitaciones económicas y de manufactura, ya que se priorizó la asequibilidad y constructividad. Así mismo

ambiental y social para asegurar la sostenibilidad y la participación comunitaria en el programa. En el levantamiento del modelo se tuvieron en cuenta plantas aptas para el cultivo de acuerdo con la temperatura de la zona, las limitaciones de espacio, el requerimiento de agua, los kilogramos de alimentos que se producen por ciclo y su compatibilidad con otras especies. Para verificar su funcionamiento, se realizó una prueba piloto mediante una simulación y se hicieron estimaciones del periodo de recuperación de la inversión, con esto se logró identificar a las especies que brindan mejores resultados en cuanto a la reducción de gastos y demanda hídrica Con la implementación de este diseño, se pueden fomentar prácticas sostenibles como el autocultivo y establecer un sistema de comunicación e intercambio de productos entre los hogares participantes, aportando en la búsqueda de la reducción de su

Posada Krautz, Daniela | Prins Serrano, Sarai P | Vieira Algarin, Javier A

| Advisor: Rita Peñabaena

DESIGN OF AN URBAN AGRICULTURE MODEL FOR THE IMPROVEMENT OF FOOD SECURITY IN THE DEPARTMENT OF ATLÁNTICO

Food insecurity still prevails in the department of Atlántico, due to the socioeconomic characteristics of its population. Government projects are currently under development to address the problem, however, the number of households in this condition within the territory exceeds 30% For this reason, the proposal consisted in the design of an urban agriculture model, in which each volunteer family can grow a species typical of the region in small-scale greenhouses. The greenhouse design stands out for its innovative hexagonal shape, which allows the union of several copies to create a honeycomb structure, thus expanding the harvesting area. Throughout the project, economic and manufacturing constraints were encountered since affordability and constructiveness were the top priority Potential environmental and social

impacts were also considered to ensure sustainability and community participation in the program In the development of the model, plants suitable for cultivation were considered according to the temperature of the area, space limitations, water requirements, kilograms of food produced per cycle and their compatibility with other species. To verify the performance of the model, a pilot test was carried out through a simulation, and estimates of the payback period were calculated, this allowed the identification of the species that provide the best results in terms of cost reduction and hydric demand With the implementation of this design, sustainable practices such as self-cultivation can be promoted and a system of communication and product exchange can be established among the participating households, contributing to the reduction of their food insecurity.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 25 | Autores

Julio

Jiménez, Shirly Johana | Ardila Costa, Yivana | Roa Pantoja, Laura Lucía

| Tutor: Rita Peñabaena

DISEÑO DE UN MODELO ESTADÍSTICO QUE DETERMINE LOS FACTORES CON MAYOR INCIDENCIA EN LA MOTIVACIÓN Y RETENCIÓN LABORAL EN EL SECTOR TERCIARIO DE BARRANQUILLA

Debido a los cambios generacionales y tecnológicos, se ha vuelto necesario conocer las motivaciones del personal y establecer estrategias en las áreas de recursos humanos que permitan conservar talento valioso que contribuya en la competitividad, rentabilidad y productividad de las empresas Por esto, en el presente trabajo se realizó el diseño de un modelo estadístico, que permite identificar las variables más influyentes en la motivación y la retención laboral en el sector terciario de la ciudad de Barranquilla Para llevar a cabo la identificación de las variables se realizó un estudio teórico y un informe documental, para luego realizar la recolección de los datos a través de la adaptación de la escala Influencia del Clima Organizacional en la Motivación Laboral desarrollado por Ana Silva y la escala Retención de empleados: perspectivas organizacionales y personales desarrollado por Kyndt, Dochyn, Michielsen y Moeyaert, en una muestra conformada por 158 empleados del sector terciario de

la ciudad, cuyas respuestas fueron recolectadas digitalmente. Considerando lo anterior, se establecieron los objetivos del trabajo, y se realizó la recopilación y exploración de los datos y, finalmente el diseño de los modelos estadísticos, los cuales consisten en un análisis de componentes principales en Rstudio Dicho análisis arrojó que las variables con mayor influencia en la motivación laboral son las relacionadas con las razones internas de los empleados, como lo son la regulación identificada, motivación intrínseca y regulación introyectada, lo que denota que para los empleados es importante su participación en las actividades con autonomía Por su parte, las variables que mayor influencia mostraron en referencia a la retención laboral fueron las relacionadas con el desarrollo de las labores, como lo son las habilidades de liderazgo y la apreciación y estimulación, es decir que las organizaciones deben procurar tener espacios en donde los empleados se sientas valorados.

INDUSTRIAL

Julio Jiménez, Shirly Johana | Ardila Costa, Yivana | Roa Pantoja, Laura Lucía

| Advisor: Rita Peñabaena

DESIGN OF A STATISTICAL MODEL THAT DETERMINES THE FACTORS WITH THE GREATEST IMPACT ON LABOR MOTIVATION AND RETENTION IN THE SERVICE SECTOR OF BARRANQUILLA

Due to generational and technological changes, it has become necessary to know the motivations of the personnel and to establish strategies in the human resources areas that allow retaining valuable talent that contributes to the competitiveness, profitability and productivity of the companies. For this reason, in the present work a statistical model was designed to identify the most influential variables in the motivation and labor retention in the service sector of the city of Barranquilla. To carry out the identification of the variables, a theoretical study and a documentary report were carried out, and then the data were collected through the adaptation of the scale Influence of the Organizational Climate on Labor Motivation developed by Ana Silva and the scale Employee Retention: organizational and personal perspectives developed by Kyndt, Dochyn, Michielsen and Moeyaert, in a sample of 158 employees of the service sector of the city whose answers

were collected digitally Considering the above, the objectives of the work were established, and the collection and exploration of the data and, finally, the design of the statistical models, which consisted of a principal components analysis in Rstudio, were carried out. This analysis showed that the variables with the greatest influence on work motivation are those related to the internal reasons of the employees, such as identified regulation, intrinsic motivation and introjected regulation, which indicates that for the employees their participation in activities with autonomy is important. On the other hand, the variables that showed the greatest influence in reference to labor retention were those related to the development of work, such as leadership skills and appreciation and stimulation, i.e., organizations should try to have spaces where employees feel valued.

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 26

Amador Sanabria, Luisa Fernanda | Bustamante Caballero, Laura Isabel | Chadid Martínez, Isaac José

| Tutor: Rita Peñabaena

DIAGNÓSTICO CON ENFOQUE DE GÉNERO SOBRE LOS CONSTRUCTOS QUE IMPULSAN LA CONTINUIDAD DE ESTUDIANTES UNIVERSITARIOS PERTENECIENTES A CARRERAS STEM

La escasez de profesionales STEM refleja un desafío para el mercado laboral, lo cual plantea un conflicto en relación a la retención de estudiantes universitarios en estas disciplinas. La falta de conocimiento acerca de las variables que afectan tanto a hombres como mujeres en la deserción de carreras STEM representa una limitación para tomar medidas efectivas que impulsen a los estudiantes a finalizar sus estudios de pregrado. El presente estudio consiste en el diseño de una encuesta mediante la técnica Likert con enfoque de género para evaluar la incidencia de los constructos de éxito, sentido de pertenencia y permanencia, en los

estudiantes de la Universidad del Norte. A fin de validar su efectividad, se empleó la herramienta estadística Alfa de Cronbach Los resultados evidencian que los constructos estudiados logran tener un impacto significativo en la continuidad de la carrera escogida y la percepción que manifiestan sobre la institución los estudiantes universitarios de carreras STEM. El constructo más significativo fue el sentido de pertenencia, evaluado en las dimensiones de pertenencia hacia la carrera y hacia la universidad, seguido de la permanencia y el éxito, con porcentajes de 80.69%, 77.82% y 77.75% respectivamente.

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 26 | Authors

Amador Sanabria, Luisa Fernanda | Bustamante Caballero, Laura Isabel | Chadid Martínez, Isaac José | Advisor: Rita Peñabaena

DIAGNOSIS WITH A GENDER APPROACH ON THE CONSTRUCTS THAT PROMOTE THE CONTINUITY OF UNIVERSITY STUDENTS BELONGING TO STEM CAREERS

The scarcity of STEM professionals reflects a challenge for the labour market, which poses a conflict in relation to the retention of university students in these disciplines. The lack of knowledge about the variables that affect both men and women in the dropout of STEM careers represents a limitation to take effective measures that encourage students to finish their undergraduate studies. The present study consists of the design of a survey using the Likert technique with a gender approach to evaluate the incidence of the constructs of success, sense of belonging and permanence, in the students of Universidad del Norte. In order to validate its effectiveness, the Cronbach's Alpha statistical tool was used. The results show that the studied constructs manage to have a significant impact on the continuity of the chosen career and the perception that university students of STEM careers manifest about the institution. The most significant construct was the sense of belonging, evaluated in the dimensions of belonging to the career and to the university, followed by permanence and success, with percentages of 80.69%, 77 82% and 77 75% respectively

| Autores

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 27

Andrade, Antonio | Rodríguez, Andrea | Escallon, Diego

| Tutor: Rita Peñabaena

MODELO DE NEGOCIO MEDIANTE EL DISEÑO DE MARKETPLACE PARA IMPULSAR EL ARTE PLÁSTICO DE PEQUEÑOS Y MEDIANOS ARTISTAS

El sector artístico en Colombia es diverso y representa el patrimonio cultural del país. Sin embargo, los artistas emergentes enfrentan dificultades para obtener alcance en su trabajo, factores como el poco apoyo institucional y financiamiento, los cambios en el mercado de las artes plásticas presentan nuevas limitaciones para la comercialización y el reconocimiento del valor monetario y artístico de las obras

Se diseñó un modelo de negocio mediante un Marketplace para brindarles alcance, se definió la propuesta de valor, canales de comunicación, ingresos, modelo operativo, estructura de costos, políticas del modelo. P

se realizó una los resultados

un alto nivel de satisfacción y recomendación por parte de los usuarios, un 70,7% de los usuarios manifestó estar satisfecho y un 79,3% lo recomendaría, lo que indica que se cumplen las expectativas de los usuarios. Los artistas eligen el Marketplace por su visibilidad y conveniencia, y muchos estarían dispuestos a suscribirse a la versión premium. Se necesita aumentar la conciencia sobre el valor de esta versión y mejorar la percepción a través de estrategias de marketing. El sitio web fue considerado claro y fácil de usar. Se recibieron recomendaciones para expandir los servicios, como sesiones de streaming y una tienda en línea de que ofrece ar valor y .

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 27

Andrade, Antonio | Rodríguez, Andrea | Escallon, Diego

| Advisor: Rita Peñabaena

BUSINESS MODEL THROUGH THE DESIGN OF A MARKETPLACE TO BOOST THE PLASTIC ART OF SMALL AND MEDIUM ARTISTS

The artistic sector in Colombia is diverse and represents the country's cultural heritage. However, emerging artists face difficulties in reaching their work due to factors such as limited support and financing. The changes in the market for plastic arts impose new limitations on the commercialization and recognition of the monetary and artistic value of the works. A business model was designed through a marketplace to provide a platform for these artists. The value proposition, communication channels, income streams, operating model, cost structure, and model policies were defined. To eva evaluation s yielding positiv

of satisfaction and recommendation from users. 70.7% of users expressed satisfaction, and 79.3% would recommend it, indicating that user expectations are being met. Also, artists choose the marketplace for its visibility and convenience, and many would be willing to subscribe to the premium version. There is a need to raise awareness of the value of this release and improve perception through marketing strategies. In addition, the website was considered clear and easy to use. Finally, recommendations were received to expand services, such as online store ortunities to yers.

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 28

| Autores

Jaraba, Diana | Chinchilla, Britney | Alberto, Jassir

Tutor: Guisselle García

DISEÑO Y REDISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA EL TRASLADO DE UNA EMPRESA PRODUCTORA DE VIDRIOS BLINDADOS PARA AUTOS

Blincaribe, una empresa especializada en la fabricación de vidrios blindados para automóviles de una gran variedad de referencias busca ampliar su planta industrial, debido al crecimiento de su demanda. En este trabajo se realizó una investigación para establecer un diseño de la planta industrial que permita optimizar el manejo de espacios, recursos materiales y humanos, cumpliendo con las expectativas de la empresa. Para llegar a este objetivo se analizaron datos que nos provee la empresa y el proceso aplicando diferentes métodos para buscar alternativas de solución, teniendo en cuenta que el objetivo es reducir las distancias entre procesos para minimizar riesgos y posibles accidentes La metodología de trabajo usada para la búsqueda de la solución óptima fue realizar el mapa de procesos del sistema, posteriormente se desarrollaron las relaciones entre las actividades en un diagrama de correlación para determinar la importancia de la cercanía de estas A partir de esto se implementó el

Método Guerchet para el cálculo de las áreas de las secciones establecidas en la planta, teniendo en cuenta las superficies estáticas, las gravitacionales y de evolución. El siguiente paso fue usar lo anterior para aplicar el método SLP para hallar la primera alternativa de solución, y para encontrar otras dos alternativas se utilizó el método QAP, el cual es un problema de optimización combinatoria que busca minimizar una medida de costo y distancia. Para resolver el método anterior se utilizó un algoritmo de recocido simulado, cuál es una metaheurística que resuelve problemas de optimización global. El algoritmo comienza con una solución inicial aleatoria y utiliza la función objetivo del QAP para evaluar su calidad. Este algoritmo fue desarrollado en el lenguaje Python Finalmente, se evaluaron las 3 alternativas realizando una simulación en el software Arena Flexim Simulated, con la finalidad de calcular métricas para definir cuál alternativa tiene el mejor comportamiento

Jaraba, Diana | Chinchilla, Britney | Alberto, Jassir

Advisor: Guisselle García

DESIGN AND PLANT LAYOUT FOR THE RELOCATION OF AN ARMORED

AUTOMOTIVE

GLASS PRODUCTION COMPANY

Blincaribe, is a company specialized in the manufacturing of armored glass for a wide range of automobile models, is seeking to expand its industrial plant due to the growth in demand In this project, an investigation was conducted to establish a design for the industrial plant that optimizes the management of space, material resources, and human resources while meeting the company's expectations To achieve this objective, data provided by the company and the process were analyzed using different methods to explore alternative solutions, considering the goal of reducing distances between processes to minimize risks and potential accidents. The methodology used to search for the optimal solution involved creating a process map of the system. Subsequently, the relationships between activities were established in a correlation diagram to determine the importance of their proximity Based on this, the Guerchet method was implemented to calculate the

areas of the sections defined in the plant, considering static, gravitational, and evolving surfaces. The next step was to use the above information to apply the SLP method and find the initial alternative solution To find two additional alternatives, the QAP method was used, which is a combinatorial optimization problem that seeks to minimize a cost and distance measure. To solve the QAP method, a simulated annealing algorithm was employed, which is a metaheuristic that solves global optimization problems. The algorithm starts with a random initial solution and uses the QAP objective function to evaluate its quality This algorithm was developed in the Python programming language Finally, the three alternatives were evaluated by simulating them using the Arena Flexim Simulated software, with the aim of calculating metrics to determine which alternative exhibits the best performance

INGENIERÍA INDUSTRIAL | PROYECTO 29

| Autores

Villero, Edith | Hoz, Heysa de la | Domínguez, Brayan

| Tutor: Guisselle García

DISEÑO DE UN PLAN ÓPTIMO DE GESTIÓN DE PERSONAL APLICABLE A LA ATENCIÓN DE FMM EN ZONA FRANCA LA CAYENA

Este proyecto plantea una solución de asignación de operarios para la reducción en los tiempos de revisión de formularios de movimiento de mercancía en Zona Franca La Cayena. Como usuario operador Zona Franca está en el deber de regular todo lo que ingresa y sale del parque industrial, una de las maneras de hacerlo es por medio de la inspección documental proceso del cual se deriva la revisión de formularios. Cabe resaltar que los formularios provienen de los usuarios calificados (empresas instaladas en el parque) y, además, existen 96 tipos de formularios que se clasifican según el tipo de operación aduanera y la extensión de los mismos depende de un número de ítems específico para cada tipo de formulario. Zona Franca tiene estipulado un Acuerdo de Nivel de Servicio de 40 minutos con una expectativa interna de 20 minutos y cuenta con 5 operarios exclusivos para la revisión de

formularios Luego de analizar los datos, se obtuvieron dos alternativas viables para la implementación del proyecto: la primera consiste en clasificar en listas por tipo de formulario a los operarios que más rápido revisen cada tipo de formulario y hacer la asignación de acuerdo al estado (disponible u ocupado) de los operarios; la segunda alternativa consiste en clasificar a los usuarios calificados por medio de clusterización y asignar a los operarios por usuarios calificados dependiendo del cluster. Al simular ambas alternativas en Arena, la sugerencia a Zona Franca La Cayena es incrementar el número de operarios exclusivos a revisión de formularios a 8 operarios e implementar la primera alternativa asegurando que se cumplirá con el Acuerdo de Nivel de Servicio un 70% de las veces y en un 50% se cumplirá la expectativa interna.

INDUSTRIAL ENGINEERING | PROJECT 29

| Authors Villero, Edith | Hoz, Heysa de la | Domínguez, Brayan

| Advisor: Guisselle García

DESIGN OF AN OPTIMAL PERSONNEL MANAGEMENT PLAN APPLICABLE TO THE ATTENTION OF FMM IN ZONA FRANCA LA CAYENA

This project proposes a solution of assigning operators for the reduction in the review times of forms of movement of goods in Zona Franca La Cavena. As operator user Zona Franca is under the duty to regulate everything that enters and leaves the industrial park, one of the ways to do this is through the document inspection process from which the review of forms is derived. It should be noted that the forms come from qualified users (companies installed in the park) and, in addition, there are 96 types of forms that are classified according to the type of customs operation and their length depends on a number of items specific to each type of form. Zona Franca has stipulated a Service Level Agreement of 40 minutes with an internal expectation of 20 minutes and has 5 exclusive

operators for the review of forms. After analyzing the data, two viable alternatives were obtained for the implementation of the project: the first consists of classifying in lists by type of form the operators who review each type of form faster and make the assignment according to the state (available or busy) operators; the second alternative is to classify qualified users by clustering and assign operators by qualified users depending on the cluster. By simulating both alternatives in Arena, the suggestion to Zona Franca La Cayena is to increase the number of exclusive operators to review forms to 8 operators and implement the first alternative ensuring that the Service Level Agreement will be met 70% of the time and 50% of the internal expectation will be met

ÍNDICE

INDEX

119

121

PROYECTO 1 / PROJECT 1

Diseño de un banco de pruebas para materiales de tuberías sometidas a altas presiones y diferentes mezclas de gas natural/hidrogeno

Design of a test bench for pipeline materials subjected to high pressures and different natural gas/hydrogen mixtures

PROYECTO 2 / PROJECT 2

Diseño de sistema de recuperación de calor para turbina a gas en ciclo simple de la central térmica Meriléctrica

Design of a heat recovery system for a simple cycle gas turbine at the Merilectrica thermal power plant - Steam production

PROYECTO 3 / PROJECT 3

123

125

Diseño de un sistema orientado al aprovechamiento del biogás para la producción de grandes volúmenes de frío industrial en Bavaria – Cervecería Unión

Design of a biogas utilization system for the production of large volumes of industrial refrigeration in Bavaria

PROYECTO 4 / PROJECT 4

Instrumentación y control para un banco de pruebas para material de tuberías sometidas a altas presiones y diferentes mezclas gas natural/hidrógeno

Instrumentation and control for a test bench for piping material subjected to high pressures and different natural gas/hydrogen mixtures

PROYECTO 5 / PROJECT 5

127

129

Diseño de cama ergonómica y grúa de traslado para pacientes con movilidad reducida o nula en entornos hospitalarios y domiciliarios

Design of an ergonomic bed and transfer crane for patients with reduced or zero mobility in hospital and home environments

PROYECTO 6 / PROJECT 6

Diseño de kit recuperador de energía en camiones de basura

Design of energy recovery kit in garbage trucks

PROYECTO 7/ PROJECT 7

Diseño de un sistema semiautomatizado de soldadura de bajo costo para fabricación de vigas en la empresa Servimet S.A.S.

Design of a semi-automated low-cost welding system for beam fabrication at the company Servimet SAS 131

133

PROYECTO 8 / PROJECT 8

Diseño de un sistema semiautomatizado de soldadura de vigas de perfil en I a bajo costo para la empresa SERVIMET S.A.S.

Design of a low-cost semi-automated system for welding I-profile beams for SERVIMET SAS

143

PROYECTO 9/ PROJECT 9

ÍNDICE INDEX

Diseño de un sistema de captura costo/efectivo de dióxido de carbono expulsado a la atmósfera en la Central térmica Tesorito, accionada por motores a gas de gran cilindrada para CELSIA S.A.

Design of a cost-effective carbon dioxide capture system emitted into the atmosphere at Tesorito Power Plant, powered by large-displacement gas engines for CELSIA SA

PROYECTO 10 / PROJECT 10

Diseño de un sistema de captura y separación costo efectivo del dióxido de carbono expulsado en la central térmica Tesorito, accionada por motores a gas de gran cilindrada para Celsia S.A.

Design of a cost-effective carbon dioxide capture and separation system emitted in the Tesorito thermal power plant, powered by large-displacement gas engines for Celsia SA

PROYECTO 11 / PROJECT 11

Diseño de un recalentador para una corriente de gases calientes ricos en hidrógeno para la empresa Yara Colombia S.A.S.

Design of a superheater for a stream of hot gases rich in hydrogen for Yara Colombia SAS

PROYECTO 12 / PROJECT 12

Recuperación de calor de una línea de gases calientes ricos en hidrógeno

Heat recovery from a hydrogen-rich hot gas line

PROYECTO 13 / PROJECT 13

Diseño de un intercambiador de calor costo/efectivo para ampliar la capacidad de enfriamiento en el trasiego de fermentación a maduración para Bavaria SA

Design of a cost/effective heat exchanger to expand the cooling capacity in the fermentation to ripening racking for Bavaria SA

PROYECTO 14/ PROJECT 14

Diseño de un sistema de recuperación de calor costo/efectivo para una turbina de gas de ciclo simple en la central térmica Meriléctrica

Design of a cost-effective heat recovery system for a simple cycle gas turbine at the Meriléctrica thermal power plant

PROYECTO 15 / PROJECT 15

147

Diseño de un sistema de frenado regenerativo para camiones mineros diesel 149

Design of a regenerative braking system for diesel mining trucks

PROYECTO 16 / PROJECT 16

Diseño para la conversión de vehículos de combustión interna a vehículos eléctricos: Renault Duster

Design for the conversion of internal combustion vehicles to electric vehicles: Renault Duster

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 1

| Autores

Cote Parra, Diana Carolina | Contreras Madera, Andrés David | Fajardo Ojeda, Emmanuel

Augusto | De la Cruz Salcart, Luis Fernando

| Tutor: Antonio Bula

| Asesor: Ana Fonseca

DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA MATERIALES DE TUBERÍAS

SOMETIDAS A ALTAS PRESIONES Y DIFERENTES MEZCLAS DE GAS NATURAL/HIDROGENO

El proyecto busca desarrollar un banco de pruebas que permita evaluar el daño causado al material de las tuberías por la exposición de hidrógeno y determinar el tiempo de vida útil restante de los gasoductos. En este sentido se presenta el alcance del trabajo, que busca desarrollar un banco de pruebas aceleradas en el que se obtengan resultados que puedan responder las siguientes preguntas: ¿Puede utilizarse la infraestructura de gasoductos de gas natural existente de Promigas S A S para el transporte de hidrogeno? ¿Cuál es el tiempo de vida útil que les queda a las tuberías existentes si se decide transportar hidrogeno bajo un determinado porcentaje en la mezcla? ¿Cuál es el costo de la elaboración del banco de pruebas? ¿Es viable económicamente? ¿Cuáles son los riesgos y medidas de seguridad que se deben de afrontar? Por lo que, el diseño del sistema tiene como criterios principales la resistencia a altas condiciones de, la extrapolación de los resultados obtenidos a condiciones reales

y la versatilidad de ajustar los parámetros de prueba de acuerdo con las condiciones de evaluación. Por otra parte, se proponen los ensayos destructivos y no destructivos para evaluar el impacto del hidrogeno luego de exponer los especímenes a la difusión del gas, asimismo cada prueba se debe realizar de acuerdo a su respectivo estándar. A su vez, se presentan el modelo que explica el fenómeno de la difusión, el dimensionamiento de los dispositivos que componen el sistema y el plano a detalle de cada uno de ellos incluyendo el alojamiento. Además, se elaboró un análisis de gestión de riesgos junto con un plan de acción para mitigar los escenarios con riesgos potenciales, acompañado de los impactos ambientales y económicos correspondientes. En síntesis, el proyecto se enmarca en la implementación de tecnologías innovadoras de ingeniería en el contexto de un desarrollo sostenible y contribuye a la descarbonización y transición energética.

| Authors

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 1

Cote Parra, Diana Carolina | Contreras Madera, Andrés David | Fajardo Ojeda, Emmanuel Augusto | De la Cruz Salcart, Luis Fernando | Advisor: Antonio Bula

| Advisor: Ana Fonseca

DESIGN OF A TEST BENCH FOR PIPELINE MATERIALS SUBJECTED TO HIGH PRESSURES AND DIFFERENT NATURAL GAS/HYDROGEN MIXTURES

The project seeks to develop a test bench to evaluate the damage caused to the pipeline material by hydrogen exposure and to determine the remaining useful life of the pipelines. In this sense, the scope of the work is presented, which seeks to develop an accelerated test bench to obtain results that can answer the following questions: Can the existing natural gas pipeline infrastructure of Promigas S.A.S. be used to transport hydrogen? What is the remaining useful life time of the existing pipelines if it is decided

according to the evaluation conditions. On the other hand, destructive and nondestructive tests are proposed to evaluate the impact of hydrogen after exposing the specimens to the gas diffusion, likewise each test must be performed according to its respective standard At the same time, the model that explains the diffusion phenomenon, the sizing of the devices that compose the system and the detailed drawing of each one of them including the housing are presented In addition, a risk

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 2

| Autores

Romero Donado, Hernán | Caballero Marañon, Sebastián

| Tutor: Antonio Bula

| Asesor: Lesme Corredor

DISEÑO DE SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE CALOR

PARA TURBINA A GAS EN CICLO SIMPLE DE LA CENTRAL TÉRMICA MERILÉCTRICA

Actualmente la producción de energía y los diferentes problema de la sociedad moderna hace que las empresas se mantengan en constante innovación de sus procesos internos, trayendo con sigo nuevos diseños cada vez más tecnológicos, modernos, eficientes, que tienen en cuenta aspectos como materiales, diseño de componentes, transferencia energética, aspectos económicos, emisión de gases, entre otros Por eso es necesario desarrollar un sistema capaz de utilizar la energía contenida por las altas temperaturas en los gases de salida de la turbina para producir vapor sobrecalentado para uso en yacimientos de petróleo y gas situado en proximidad. El objetivo principal de este proyecto es incrementar la eficiencia global de la central térmica Merilectrica de Celsia ubicada en Barrancabermeja, Santander, por medio del diseño de un sistema de

recuperación de calor costo/efectivo a partir de los gases de escape de una turbina a gas en ciclo simple para competir en el mercado eléctrico colombiano. La principal desventaja de la planta es que al operar en ciclo simple, no está compitiendo activamente en el mercado eléctrico local ya que la gran mayoría de termoeléctricas operan en ciclos combinado de energía. Además, la turbina presente presenta una baja eficiencia en comparación a equipos similares actuales que pueden llegar a valores muy superiores hasta del 40% en ciclo simple, por lo que se busca encontrar una solución viable para generar una mayor rentabilidad para la empresa. En orden de lograr el objetivo se evaluarán diferentes escenarios de aprovechamiento de los gases de salida de la turbina como alternativas para el dimensionamiento del recuperador de calor

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 2

Romero Donado, Hernán | Caballero Marañon, Sebastián

| Advisor: Antonio Bula

| Advisor:Lesme Corredor

DESIGN OF A HEAT RECOVERY SYSTEM FOR A SIMPLE CYCLE GAS TURBINE AT THE MERILECTRICA THERMAL POWER PLANT - STEAM PRODUCTION

Currently, the production of energy and the different problems of modern society mean that companies are constantly innovating their internal processes, bringing with them new designs that are increasingly technological, modern, efficient, which take into account aspects such as materials, design of components, energy transfer, economic aspects, gas emission, among others. For this reason, it is necessary to develop a system capable of using the energy contained by the high temperatures in the turbine outlet gases to produce superheated steam for use in nearby oil and gas fields The main objective of this project is to increase the overall efficiency of Celsia's Merilectrica thermal power plant located in Barrancabermeja, Santander, through the design of a cost/effective heat

recovery system from the exhaust gases of a gas turbine. in simple cycle to compete in the Colombian electricity market. The main disadvantage of the plant is that by operating in a simple cycle, it is not actively competing in the local electricity market since the vast majority of thermoelectric plants operate in combined energy cycles. In addition, the thermal power plant has a low efficiency compared to current similar equipment that can reach much higher values of up to 40% in a simple cycle, for which it seeks to find a viable solution to generate greater profitability for the company In order to achieve the objective, different scenarios for the use of the exhaust gases from the turbine will be evaluated as alternatives for the dimensioning of the heat recovery unit

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 3

| Autores

Leal Gómez, Jairo Antonio | Arce Salgado, Daniel Elías | Erwan, rosso

Tutor: Antonio Bula

| Asesor: Lesme Corredor

DISEÑO DE UN SISTEMA ORIENTADO AL APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS PARA LA PRODUCCIÓN DE GRANDES VOLÚMENES DE FRÍO INDUSTRIAL EN BAVARIA – CERVECERÍA UNIÓN

El proyecto es diseñar un sistema que aproveche el poder calorífico de un flujo de biogás en la planta de Bavaria (cervecería unión), actualmente el flujo está quemado en una caldera, y no se le está dando un valor agregado La solución que se propone es que este biogás sea quemado en un quemador de un sistema de refrigeración por absorción y así generar frío disminuyendo el gasto energético en el sistema de refrigeración por compresión convencional. De esta manera se presenta el proyecto que como principal problemática tiene: los contaminantes del biogás, el flujo de biogás no es contante y la selección de la tubería de transporte Entonces la selección de equipos de filtrado, la tubería y el sistema de refrigeración por absorción se convierten en objetivos dentro del avance del proyecto. Estos equipos de filtrado deben eliminar el ácido sulfhídrico y la humedad que podría generar corrosión en

el quemador y demás componentes del sistema de refrigeración, la tubería escogida para el transporte de biogás es de polietileno de alta densidad, capaz de transportar el flujo con los lineamientos de seguridad adecuadas Además, se realiza un análisis económico para determinar si el ahorro en energía eléctrica compensa la inversión inicial, y se encuentra que el proyecto es rentable y el retorno de la inversión inicial se da en menos de 3 años. En el proyecto se muestra el diagrama de proceso que muestra la distribución de los equipos teniendo en cuenta la necesidad de inyectar gas natural cuando el flujo de biogás sea menor. Este proyecto demuestra cómo la utilización de un combustible que se genera por medios naturales, contribuye al desarrollo sostenible ya una transición energética limpia, además que genera ahorros en gastos energéticos.

| Authors

Leal Gómez, Jairo Antonio | Arce Salgado, Daniel Elías | Erwan, rosso

| Advisor: Antonio Bula

| Advisor:Lesme Corredor

DESIGN OF A BIOGAS UTILIZATION SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF LARGE VOLUMES OF INDUSTRIAL REFRIGERATION IN BAVARIA

The project is to design a system that takes advantage of the calorific value of a biogas flow in the Bavaria plant (unión brewery), currently the flow is burned in a boiler, and it is not being given an added value. The proposed solution is that this biogas be bu ref red con sys wit con con pip eq coo pro mu mo

in the burner and other components of the cooling system, the pipe chosen for the transport of biogas is made of high-density polyethylene, capable of transporting the flow with the appropriate safety guidelines. In addition, an economic analysis is carried cal nt, ble ent ws he ng he ect is to gy gs

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 4

| Autores

González Hugueth, Leonardo David | Sánchez Cabarcas, Mateo Elías | Fragozo Zuleta, Daniel David | Álvarez Muñoz, Carlos

Eduardo

| Tutor: Antonio Bula

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL PARA UN BANCO DE PRUEBAS PARA MATERIAL DE TUBERÍAS SOMETIDAS A ALTAS PRESIONES Y DIFERENTES MEZCLAS GAS NATURAL/HIDRÓGENO

El presente proyecto se enfocó principalmente en el diseño de detalle de la estrategia de control aplicada en el banco. Este control es necesario para mantener las condiciones de la prueba en unos valores preestablecidos y para garantizar la seguridad del proceso Dicha estrategia utiliza mayormente lazos feedback para controlar variables como temperatura y presión El banco se divide en 4 zonas: la zona de pruebas, los tanques de alta y baja presión y el compresor La presión en el banco se controla mediante válvulas de control, mientras que la temperatura se controla con una resistencia eléctrica en forma de cinta. En cuanto a los lazos de seguridad, si se detectan fugas o sobrepresiones, las válvulas del proceso se cierran automáticamente y las válvulas de venteo se abren, lo cual acciona el apagado del compresor mediante una señal. El resultado es la expulsión del gas a la atmósfera. Adicionalmente, se instaló un sistema de inertización con nitrógeno,

para evitar igniciones de los residuos pirofóricos producidos por la mezcla de hidrocarburos. Por otra parte, se seleccionaron los instrumentos con base en criterios y normativas ingenieriles Además, se realizó un análisis de incertidumbre para las variables a controlar; del cual se obtuvo que la incertidumbre tipo B fue de 0.55 °C para la temperatura y 4.5 psi para la presión. Los valores anteriormente mencionados son aceptables en el marco de este proyecto. De igual forma, se determinó el costo total de la instrumentación y control del banco, que resultó ser 35420 USD. A este costo se aplica un factor de 1 5 debido a los costos de programación del banco, conexiones eléctricas e impuestos, por lo tanto, el precio estimado de implementar el sistema de control ronda los 54000 USD. Finalmente, se recomienda monitorear este banco de pruebas de manera constante, ya que los resultados que de este se desprenderán son claves para la ruta de descarbonización de la empresa y del país.

| Authors

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 4

González Hugueth, Leonardo David | Sánchez Cabarcas, Mateo Elías | Fragozo Zuleta, Daniel

David | Álvarez Muñoz, Carlos Eduardo

| Advisor: Antonio Bula

INSTRUMENTATION AND CONTROL FOR A TEST BENCH FOR PIPING MATERIAL SUBJECTED TO HIGH PRESSURES AND DIFFERENT NATURAL GAS/HYDROGEN MIXTURES

This project focused mainly on the detailed design of the control strategy applied in the bank. This control is necessary to maintain the test conditions at preset values and to guarantee the safety of the process. This strategy uses mostly feedback loops to control variables such as temperature and pressure. The bench is divided into 4 zones: the test zone, the high and low pressure tanks and the compressor. The pressure in the bench is controlled by control valves, while the temperature is controlled by an electrical resistance in the form of a tape. As for the safety loops, if leaks or overpressure are detected, the process valves close automatically and the vent valves open, which triggers a signal to shut down the compressor. The result is the expulsion of the gas to the atmosphere In addition, a nitrogen inerting system was installed to prevent ignition of the pyrophoric residues produced by the hydrocarbon

mixture. The instruments were selected based on engineering criteria and regulations. In addition, an uncertainty analysis was performed for the variables to be controlled; from which it was obtained that the type B uncertainty was 0.55 °C for temperature and 4 5 psi for pressure The aforementioned values are acceptable within the framework of this project Similarly, the total cost of the bench instrumentation and control was determined to be 35420 USD. A factor of 1.5 is applied to this cost due to the costs of programming the bench, electrical connections and taxes, therefore, the estimated price of implementing the control system is around 54,000 USD Finally, it is recommended to monitor this test bench constantly, since the results that will be obtained from it are key for the decarbonization path of the company and the country

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 5

| Autores

Romero Flórez, Estefanny Carolina | Pérez Pacheco, Jesús David

| Tutor: Heriberto Maury

DISEÑO DE CAMA ERGONÓMICA Y GRÚA DE TRASLADO

PARA PACIENTES CON MOVILIDAD REDUCIDA O NULA

EN ENTORNOS HOSPITALARIOS Y DOMICILIARIOS

El presente trabajo de grado tuvo como objetivo el diseño de una cama ergonómica con asistencia de volteo, grúa para el traslado de pacientes y sistema anti escaras. La prioridad de este diseño fue facilitar el cuidado y mejorar la calidad de vida de pacientes con movilidad reducida o nula, tanto en entornos hospitalarios como domésticos. Para la realización de este proyecto, se llevaron a cabo múltiples etapas de diseño, que incluyeron: el estudio del estado del arte, el diseño conceptual, la definición de especificaciones y la culminación con el diseño básico y detallado. Uno de los subsistemas principales de este

diseño fue el somier de la cama, el cual consta de seis secciones diferentes. Estas secciones permiten llevar a cabo movimientos de elevación en el piecero, cabecero y en las secciones laterales, posibilitando así el volteo de los pacientes. Para el mecanismo de elevación, se optó por la utilización de cuatro husillos de bolas, seleccionados de manera precisa. Además, se diseñó el mecanismo de elevación, y el acople de la cama con una grúa para traslado de pacientes, la cual facilita en gran manera el posicionamiento del paciente en una silla de ruedas sin que esto implique un gran esfuerzo para el cuidador.

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 5 | Authors

Romero Flórez, Estefanny Carolina | Pérez Pacheco, Jesús David

| Advisor: Heriberto Maury

DESIGN OF AN ERGONOMIC BED AND TRANSFER CRANE FOR PATIENTS WITH REDUCED OR ZERO MOBILITY IN HOSPITAL AND HOME ENVIRONMENTS

The objective of this degree project was the design of an ergonomic bed with turning assistance, patient transfer crane and anti-pressure ulcer system The priority of this design was to facilitate the care and improve the quality of life of patients with reduced or zero mobility, both in hospital and home environments. For the realization of this project multiple design stages were carried out, including: the study of the state of the art, the conceptual design, the definition of specifications and the culmination with the basic and detailed

design. One of the main subsystems of this design was the bed base, which consists of six different sections. These sections allow for lifting movements at the footboard, headboard and side sections, thus enabling the turning of patients. For the lifting mechanism, four precisely selected ball screws were used. In addition, the lifting mechanism was designed, and the bed was coupled with a patient transfer crane, which greatly facilitates the positioning of the patient in a wheelchair without involving a great effort for the caregiver.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 6

| Autores

Castellar, Santiago | Acuña, Schadyd | Echeverri, Jairo

| Tutor: Heriberto Maury

DISEÑO DE KIT

RECUPERADOR DE ENERGÍA EN CAMIONES DE BASURA

Debido a los altos consumos de combustible en los camiones de basura y a lo que esto significa para el medio ambiente, se realizó un estudio, teniendo como objetivo la implementación de un sistema recuperador de energía que permita maximizar la eficiencia energética del vehículo al recuperar energía cinética que se genere en el frenado y la desaceleración. Esto se logró a través de un sistema que convierte la energía cinética en energía hidráulica usada para compactación de la basura. Esto permite reducir costos operacionales, esta acción se tiene como consecuencia de la reducción del consumo de combustible, también mejora la eficiencia energética debido al aprovechamiento de la energía producida al momento de frenar y desacelerar el camión de basura, permitiendo

en la emisión de gases efecto invernadero

Las especificaciones principales para llevar a cabo el proyecto fueron un presupuesto máximo de 100.000 USD, el sistema podía reducir hasta un 10% de la capacidad de carga del camión y como ultimo que este trabaja de manera armoniosa con el resto de los sistemas del vehículo Luego de realizar comparaciones entre posibles soluciones se llegó a la conclusión de incorporar un sistema de recuperación de energía hidráulica ya que brindaba un menor costo inicial y al ser más compacto, llega a ser menos invasivo con los sistemas previamente instalador en el camión Este sistema cuenta con diferentes partes fundamentales entre ellas una bomba hidráulica de pistón axial, un acumulador de energía hidráulica y un sistema de control.

Castellar, Santiago | Acuña, Schadyd | Echeverri, Jairo

Advisor: Heriberto Maury

DESIGN OF ENERGY RECOVERY KIT IN GARBAGE TRUCKS

Due to the high fuel consumption of garbage trucks and what this means for the environment, a study was carried out with the objective of implementing an energy recovery system to maximize the vehicle's energy efficiency by recovering kinetic energy generated during braking and deceleration This was achieved through a system that converts kinetic energy into hydraulic energy used for trash compaction. This reduces operational costs as a result of the reduction in fuel consumption and also improves energy efficiency due to the use of the energy produced during braking and deceleration of the garbage truck, thus reducing greenhouse gas emissions.

The main specifications to carry out the project were a maximum budget of 100,000 USD, the system could reduce up to 10% of the truck's load capacity and finally that it works harmoniously with the rest of the vehicle's systems. After making comparisons between possible solutions, the conclusion was reached to incorporate a hydraulic energy recovery system since it offered a lower initial cost and, being more compact, it becomes less invasive with the systems previously installed in the truck. This system has different fundamental parts, including an axial piston hydraulic pump, a hydraulic energy accumulator and a control system.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 7

| Autores

Polo Cardozo, Jesús Gabriel | Castro Bolaño, Richard | Sierra Meléndez, Otto Alfonso | Muñoz Cubas, Rodrigo Andrés

| Tutor: Lesme Corredor

DISEÑO DE UN

| Asesor: Habib Zambrano

SISTEMA SEMIAUTOMATIZADO DE SOLDADURA DE BAJO COSTO PARA FABRICACIÓN DE

VIGAS EN LA EMPRESA SERVIMET S.A.S.

La empresa Servimet S.A. del sector metalmecánico propone un problema de ingeniería que consiste en el diseño de un sistema automático o semiautomático para el soldado de vigas en I no estándar, con producción no continua. Las dimensiones son entre 0.5-1.2 m para el alma de la viga, de 0.2-0.5 m para el ancho del ala y espesores máximos de 2 in en las partes Tomando en cuenta la información preliminar del gerente de la compañía, se realizó una documentación técnica de los aspectos relevantes en el soldado de vigas, y se encontraron las normas y estándares que rigen el proceso soldable, el código AWS D1 1/D1 1M y el estándar ASTM A6/A6M Posteriormente, se presenta una solución que consta de tres sistemas principales: Un sistema de sujeción de la antorcha mediante un brazo mecánico, un sistema de accionamiento del sistema motorizado y un sistema de guiado para el desplazamiento del mecanismo. La solución se desarrolló mediante el uso de simulaciones del software SolidWorks, para realizar

el análisis de resistencia a las cargas y de las deformaciones resultantes En este se pudo observar un comportamiento óptimo del sistema con respecto a los límites establecidos, obteniendo deformaciones máximas del 33% de las máximas permitidas. Además, mediante un análisis de riesgos se identificaron 3 situaciones de criticidad media, los cuales se deben de tener en cuenta a la hora de implementar la solución y seguir las recomendaciones dadas para disminuir la probabilidad de ocurrencia. Finalmente, la solución desarrollada tiene un costo total de 3 550 dólares, el cual representa un 60% del presupuesto estipulado con el cliente Por medio del análisis se comprueba que este dispositivo permitirá mejorar la calidad del elemento soldado, además de reducir los tiempos, el nivel de capacitación del operario y la mano de obra requeridos a comparación de la soldadura manual. Además, cumple con los criterios de adaptabilidad a diferentes tamaños de vigas, buena estabilidad y bajo costo.

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 7

| Authors

Polo Cardozo, Jesús Gabriel | Castro Bolaño, Richard | Sierra Meléndez, Otto Alfonso | Muñoz Cubas, Rodrigo Andrés

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisor: Habib Zambrano

DESIGN OF A SEMI-AUTOMATED LOW-COST WELDING SYSTEM FOR BEAM FABRICATION AT THE COMPANY SERVIMET S.A.S.

Servimet S.A. from the metal-mechanic sector proposes an engineering problem consisting in the design of an automatic or semi-automatic system for the welding of non-standard I-beams, with non-continuous production. The dimensions are between 0.51 2 m for the beam web, 0 2-0 5 m for the flange width and maximum thicknesses of 2 in. in the parts. Considering the preliminary information from the company manager, a technical documentation of the relevant aspects of beam welding was carried out, and the norms and standards governing the welding process, the AWS D1.1/D1.1M code and the ASTM A6/A6M standard, were found Subsequently, a solution consisting of three main systems is presented: A torch clamping system using a mechanical arm, a motorized system drive system, and a guiding system for moving the mechanism. The solution was developed using simulations with the SolidWorks software, to perform the analysis

of resistance to loads and the resulting deformations. In this analysis it was possible to observe an optimal behavior of the system with respect to the established limitations, obtaining maximum deformations of 33% of the maximum allowed. In addition, a risk analysis identified 3 situations of medium criticality, which should be considered when implementing the solution and following the recommendations given to reduce the probability of occurrence. Finally, the solution developed has a total cost of 3,550 dollars, which represents 60% of the budget stipulated with the client. The analysis shows that this device will improve the quality of the welded element, in addition to reducing the time, the level of operator training and labor required compared to manual welding. In addition, it meets the criteria of adaptability to different beam sizes, good stability, and low cost.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 8

| Autores

Pérez O , Aldair M | Jiménez C , Jair A | Ramírez C , Bryam

Tutor: Lesme Corredor

Asesor: Habib Zambrano

DISEÑO DE UN SISTEMA SEMIAUTOMATIZADO DE SOLDADURA DE VIGAS DE PERFIL EN I A BAJO COSTO

PARA LA EMPRESA SERVIMET S.A.S.

En este proyecto de 'Learning Factory' se lleva a cabo el desarrollo de una solución semiautomatizada para soldar vigas en I con el objetivo de disminuir el costo de la operación, aumentar la producción y mejorar la calidad de los cordones de soldadura. Con el fin de cumplir los propósitos mencionados, se realizó una minuciosa documentación en la literatura académica y en el área comercial, hallando productos y tecnologías relevantes en el mercado, enfocadas hacia la solución de este problema de manera eficiente y eficaz. Posteriormente, se pasó a un detallado proceso de selección de alternativas, donde se tomaron como criterio principal las necesidades de la empresa SERVIMET S A S Además, se detalla la importancia de llevar a cabo óptimos procedimientos de diseño cuando las limitaciones económicas y conceptuales son un factor determinante y cómo reestructurar una solución dadas diversas

circunstancias en el desarrollo de alternativas reales Se definieron especificaciones enfocadas en las tendencias del mercado y la academia que se adecuaran a las necesidades de la empresa; esto con el fin de definir valores meta, procesos y metodologías a seguir, resaltando las características relevantes del proyecto. De esta manera, se definen los parámetros óptimos para cumplir los objetivos señalados. En cuanto al diseño, se desarrolló desde el conceptual hasta el de detalles donde se diseñaron diagramas de procesos, simulaciones y la realización del presupuesto. Una vez seleccionada una propuesta, se hizo necesario el diseño de sistemas de guiado, accionamiento, ajuste y control para el adecuado funcionamiento y a partir de esta solución se generaron modelos 3D para mostrar la gran viabilidad de la propuesta seleccionada, incluyendo los planos y las simulaciones necesarias

Pérez O , Aldair M | Jiménez C , Jair A | Ramírez C , Bryam

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisor: Habib Zambrano

DESIGN OF A LOW-COST SEMI-AUTOMATED SYSTEM FOR WELDING I-PROFILE BEAMS FOR SERVIMET S.A.S.

In this learning factory project, the development of a semi-automated solution for welding I-beams is carried out with the aim of reducing operation costs, increasing production, and improving the quality of weld seams In order to achieve these objectives, thorough documentation was conducted in academic literature and the commercial field, identifying relevant products and technologies in the market, focused on efficiently and effectively solving this problem. Subsequently, a detailed alternative selection process was undertaken, with the primary criteria being the needs of the company SERVIMET S A S Furthermore, the importance of conducting optimal design procedures when economic and conceptual limitations are determining factors is outlined, as well as how to restructure a solution given various

circumstances in the development of real alternatives. Specifications were defined, taking into account market and academic trends that would suit the company's needs. This was done in order to establish target values, processes, and methodologies to follow, highlighting the relevant characteristics of the project In this way, the optimal parameters to achieve the stated objectives are defined. As for the design, it was developed from the conceptual stage to the detailed stage, where process diagrams, simulations, and budgeting were designed Once a proposal was selected, the design of guidance, actuation, adjustment, and control systems became necessary for proper functioning. From this solution, 3D models were generated to demonstrate the feasibility of the selected proposal, including the necessary plans and simulations

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 9

| Autores

Díaz Ching, Sebastián | Parejo Santiago, Nathaly | Serpa Prieto, Ricardo

| Tutor: Lesme

Corredor

| Asesor: Antonio Bula

DISEÑO DE UN SISTEMA DE CAPTURA COSTO/EFECTIVO DE DIÓXIDO DE CARBONO EXPULSADO A LA ATMÓSFERA EN LA CENTRAL TÉRMICA TESORITO, ACCIONADA POR MOTORES

A GAS DE GRAN CILINDRADA PARA CELSIA S.A.

CELSA S A es una empresa de generación de energía que cuenta con una planta térmica ubicada en Sahagún/Córdoba llamada el Tesorito. En donde se utilizan motores de quemado pobre de gas natural a gran cilindrada, sin embargo, se tiene la necesidad de mejorar la rentabilidad del proceso de generación Por lo cual el objetivo principal del proyecto es diseñar un sistema costo/efectivo de captura de CO2 usando absorción química por medio de amina para su posterior valorización, el cual utiliza el 30% de los gases a la salida de los motores debido a la variabilidad de demanda energética. El principal reto se establece a la salida del motor porque estos gases tienen una temperatura de 460°C y para la captura en el absorbedor se necesita que ingresen a una temperatura de 40°C. Por lo tanto, se diseña a detalle un sistema de enfriamiento

que está constituido por 3 intercambiadores de calor en serie de tipo flujo cruzado con un arreglo alineado de banco de tubos con aletas, en los cuales se usa agua como refrigerante. Este flujo de agua cambia de fase liquida a vapor usando la energía proveniente de los gases de combustión y luego utilizar el vapor generado para suministrar el calor necesario en la torre de destilación, donde se lleva a cabo la regeneración de la amina Obteniendo así un proceso regenerativo en el cuál se presentan pérdidas de calor despreciables También se realiza una simulación con el software Aspen HYSYS para obtener el porcentaje de CO2 capturado; teniendo en cuenta este valor se realiza un estudio técnico-económico en donde se obtiene una tasa interna de retorno del 14% con mínimos riesgos en el proceso.

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 9

Díaz Ching, Sebastián | Parejo Santiago, Nathaly | Serpa Prieto, Ricardo

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisor: Antonio Bula

DESIGN OF A COST-EFFECTIVE CARBON DIOXIDE CAPTURE SYSTEM EMITTED INTO THE ATMOSPHERE AT TESORITO POWER PLANT, POWERED BY LARGE-DISPLACEMENT GAS ENGINES FOR CELSIA S.A.

CELSA S A is an energy generation company that operates a thermal power plant located in Sahagún/Córdoba called "El Tesorito " The plant uses large-displacement natural gas lean-burn engines. However, there is a need to improve the profitability of the generation process. Therefore, the main objective of the project is to design a cost-effective CO2 capture system using chemical absorption with amines for subsequent valorization. This system utilizes 30% of the exhaust gases from the engines due to the variability in energy demand The main challenge arises at the engine outlet since these gases have a temperature of 460°C, and they need to enter the absorber at a temperature of 40°C for capture. Hence, a detailed cooling system is designed, consisting of

three cross-flow heat exchangers in series with an aligned arrangement of finned tube bundles, using water as the coolant This water flow undergoes a phase change from liquid to vapor, utilizing the energy from the combustion gases The generated vapor is then used to supply the necessary heat in the distillation tower, where amine regeneration takes place. This achieves a regenerative process with negligible heat losses.Additionally, a simulation is performed using Aspen HYSYS software to determine the percentage of 83% captured CO2 Based on this value, a technical-economic study is conducted, resulting in an internal rate of return of 14% with minimal risks in the process.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 10

| Autores

Ebratt, Julian Rafael | Becerra, Arnold Steven | González, Miguel Esteban

| Tutor: Lesme Corredor

| Asesor: Antonio Bula

DISEÑO DE UN SISTEMA DE CAPTURA Y SEPARACIÓN COSTO

EFECTIVO DEL DIÓXIDO DE CARBONO

EXPULSADO EN LA CENTRAL TÉRMICA TESORITO, ACCIONADA POR MOTORES A GAS

DE GRAN CILINDRADA PARA CELSIA S.A.

La empresa Celsia S A busca implementar medidas para mitigar la contaminación ambiental generada por las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en su planta ubicada en el Departamento de Córdoba en el municipio de Sahagún Esta planta llamada Tesorito, que cuenta con 11 motores de gas natural de 20 MW cada uno, tiene como objetivo reducir sus emisiones en un 30% con el fin de obtener un descuento del 1% en los intereses del préstamo asociado al proyecto. El gobierno ofrece este incentivo a las empresas que se comprometen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero Con este fin, se quiere implementar un sistema de separación de dióxido de carbono por medio de aminas (MEA) El diseño se centró en dos componentes clave: dos intercambiadores de calor y una torre de absorción Ambos

intercambiadores de calor se utilizaron para reducir la temperatura de los gases de escape de los motores de 400 °C a 40 °C ya que la amina encargada de separar el dióxido de carbono de los gases no puede ser expuesta a altas temperaturas que la puedan evaporar. La torre de absorción, por su parte, se diseñó para determinar los parámetros necesarios para lograr una separación efectiva y completa del CO2, donde se obtuvieron resultados que indicaron una torre con un diámetro de 8.5 metros y una altura de 4 metros Además, se llevó a cabo un análisis para evaluar la viabilidad económica del proyecto, verificando si el enfoque adoptado era costo/efectivo y se estudió la tasa de retorno al lograr ganancias a través de la valorización del CO2 y disminuir los impuestos por emisiones de dióxido de carbono

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 10 | Authors

Ebratt, Julian Rafael | Becerra, Arnold Steven | González, Miguel Esteban

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisor: Antonio Bula

DESIGN OF A COST-EFFECTIVE CARBON DIOXIDE CAPTURE AND SEPARATION SYSTEM EMITTED IN THE TESORITO THERMAL POWER PLANT, POWERED BY LARGE-DISPLACEMENT GAS ENGINES FOR CELSIA S.A.

The company Celsia S A is seeking to implement measures to mitigate environmental pollution caused by carbon dioxide (CO2) emissions at its plant located in the Department of Córdoba, in the municipality of Sahagún This plant, called Tesorito, features 11 natural gas engines, each with a capacity of 20 MW, and aims to reduce its emissions by 30% in order to obtain a 1% discount on the loan interest associated with the project. The government offers this incentive to companies committed to reducing greenhouse gas emissions. To this end, a carbon dioxide separation system using amines (MEA) is planned for implementation. The design focused on two key components: two heat exchangers and an absorption tower

Both heat exchangers were used to reduce the temperature of the engine exhaust gases from 400 °C to 40 °C, as the amine responsible for separating the carbon dioxide from the gases cannot be exposed to high temperatures that would cause it to evaporate. The absorption tower, on the other hand, was designed to determine the necessary parameters for achieving effective and complete CO2 separation. The results indicated a tower with a diameter of 8.5 meters and a height of 4 meters. Additionally, an economic feasibility analysis was conducted to assess whether the adopted approach was cost-effective, considering the return rate through CO2 valorization and the reduction of carbon dioxide emission taxes

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 11

| Autores

Criado Cantillo, Valentina Estrella | Durán Gómez, Raúl Alejandro | Lagares Moscote, Andrés Camilo

| Tutor: Lesme Corredor | Asesores: Ana Fonseca & Antonio Bula

DISEÑO DE UN RECALENTADOR PARA UNA CORRIENTE DE GASES CALIENTES RICOS EN HIDRÓGENO PARA LA EMPRESA YARA COLOMBIA S.A.S.

El proyecto tiene como objetivo presentar la solución propuesta para el diseño de un recalentador de vapor solicitado por la empresa Yara Colombia

S.A.S., que utiliza como fluido de trabajo gas sintético con un 55% de hidrógeno en su composición molar. Este proyecto surge de la propuesta de implementar un sistema de recuperación de calor para mover una turbina de gas para la generación de energía eléctrica. El sistema lleva agua desde liquido comprimido hasta vapor sobrecalentado, haciéndola pasar por una caldera de recuperación y un RECALENTADOR. La empresa entregó los resultados de la simulación del proceso en una hoja de cálculos resumen, y con base a estas especificaciones se siguieron las fases del diseño, apoyándose en normativas, tales

como ASME, API y TEMA, especializadas para el diseño de recipientes a presión

Como resultado se obtiene un intercambiador de calor de un paso por la coraza, con un total de 1218 tubos de transferencia de calor de 12 pies de largo y con arreglo cuadrado (a 90°) en la placa de tubos, la cual es fija. Para esta aplicación en varios de los componentes se optó por utilizar un acero inoxidable austenítico, para cumplir con la vida útil por corrosión y evitar la penetración del hidrógeno en la estructura cristalina del material. Por último, se entregan los planos de detalle del recalentador junto al análisis económico en conjunto con la caldera de recuperación de calor, para mostrar las condiciones de operación en las cuales este retorna su inversión en menos de tres años.

| Authors

Criado Cantillo, Valentina Estrella | Durán Gómez, Raúl Alejandro | Lagares Moscote, Andrés Camilo

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisors: Ana Fonseca & Antonio Bula

DESIGN OF A SUPERHEATER FOR A STREAM OF HOT GASES RICH IN HYDROGEN FOR YARA COLOMBIA S.A.S.

The project aims to present the proposed solution for the design of a steam superheater requested by the company Yara Colombia S A S , which uses as working fluid synthetic gas with 55% hydrogen in its molar composition. This project arises from the proposal to implement a heat recovery system to move a gas turbine for electric power generation. The system takes water from compressed liquid to superheated steam, passing it through a recovery boiler and a REHEATER. The company provided the results of the process simulation in a summary calculation sheet, and based on these specifications the design phases were followed, relying on standards such as ASME,

API and TEMA, specialized for the design of pressure vessels. The result is a singleshell heat exchanger with a total of 1218 heat transfer tubes, 12 feet long and with a square arrangement (at 90°) in the tube sheet, which is fixed. For this application, an austenitic stainless steel was chosen for several of the components to meet the corrosion life and to avoid hydrogen penetration into the crystalline structure of the material. Finally, the detailed drawings of the superheater are provided together with the economic analysis in conjunction with the heat recovery boiler, to show the operating conditions under which it returns its investment in less than three years.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 12

| Autores

Marenco Porto, Jose Andrés | Gil Montes, Gustavo Alberto | Santander Diaz, Isnardy Rafael

| Tutor: Lesme Corredor | Asesores: Ana Fonseca & Antonio Bula

RECUPERACIÓN DE CALOR DE UNA LÍNEA DE GASES

CALIENTES RICOS EN HIDRÓGENO

Yara Colombia, una empresa líder en la producción de fertilizantes y productos químicos agrícolas, busca implementar una caldera de aprovechamiento de calor para la recuperación de energía en su proceso de producción Para cumplir con los estándares de ingeniería, es importante considerar las normas API (American Petroleum Institute) y ASME (American Society of Mechanical Engineers), así como los diseños adecuados según los libros de referencia Las normas API proporcionan directrices para el diseño, construcción y operación de equipos utilizados en la industria del petróleo y el gas. Por otro lado, la ASME establece estándares para el diseño, fabricación e inspección de equipos mecánicos. Estas normas garantizan la integridad estructural y el cumplimiento de los requisitos de diseño y construcción

de la caldera Además de las normas API y ASME, es necesario tener en cuenta los diseños adecuados según los libros de referencia reconocidos en la industria de las calderas. Estos libros proporcionan información detallada sobre las características técnicas, dimensiones y capacidades de las calderas diseñadas según los estándares y mejores prácticas de la industria. El diseño de la caldera de aprovechamiento de calor para Yara Colombia debe cumplir con las normas API y ASME, para garantizar la seguridad, eficiencia y cumplimiento de los estándares de ingeniería Además, se deben utilizar diseños adecuados basados en los libros de referencia reconocidos para asegurar que la caldera cumpla con los requisitos específicos de la empresa.

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 12

| Authors

Marenco Porto, Jose Andrés | Gil Montes, Gustavo Alberto | Santander Diaz, Isnardy Rafael

| Advisor: Lesme Corredor

| Advisors: Ana Fonseca & Antonio Bula

HEAT RECOVERY FROM A HYDROGEN-RICH HOT GAS LINE

Yara Colombia, a leading company in the production and commercialization of fertilizers and agricultural chemicals, is seeking to implement a heat recovery boiler for energy recovery in its production process. To meet engineering standards, it is important to consider the API (American Petroleum Institute) and ASME (American Society of Mechanical Engineers) standards, as well as the appropriate designs according to reference books. The API standards provide guidelines for the design, construction, and operation of equipment used in the oil and gas industry. On the other hand, ASME establishes standards for the design, manufacturing, and inspection of mechanical equipment. These standards ensure structural integrity and compliance with design and construction requirements for the boiler. In addition to the API and ASME standards, it is necessary to consider appropriate designs according to recognized reference books in the boiler industry. These books provide detailed information on technical characteristics, dimensions, and capacities of boilers designed according to industry standards and best practices. The design of the heat recovery boiler for Yara Colombia must comply with API and ASME standards, ensuring safety, efficiency, and compliance with engineering standards. Additionally, appropriate designs based on recognized reference books should be used to ensure that the boiler meets the specific requirements of the company.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 13

| Autores

Ibarra Bolívar, Daniel José | Peinado Soto, Valentina | Romero Díaz, Valentina

| Tutores:Lesme Corredor | Antonio Bula

DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR COSTO/EFECTIVO PARA

AMPLIAR LA CAPACIDAD

DE ENFRIAMIENTO EN EL TRASIEGO DE FERMENTACIÓN A MADURACIÓN PARA BAVARIA SA

La presente tesis se centró en diseñar un intercambiador de calor costo-efectivo para optimizar la capacidad de enfriamiento durante el proceso de trasiego de fermentación a maduración en la Cervecería Unión, Medellín, perteneciente a la empresa Bavaria. El objetivo principal fue minimizar el tiempo de trasiego de 48 a 10 horas, mediante la implementación de un intercambiador más eficiente y un avanzado sistema de control Se realizó un detallado estudio del arte y de la técnica para comprender mejor los distintos tipos de intercambiadores y sus características, así como el proceso de fabricación de la cerveza y sus limitantes. Varias alternativas se evaluaron en función de su eficacia y conformidad con las normas técnicas, con especial énfasis en la oferta de Alfa Laval. Los cálculos térmicos indicaron que aumentar

el flujo de cerveza de 500 hl/hr a 720 hl/hr y ajustar las temperaturas del proceso permitiría alcanzar el objetivo propuesto El intercambiador seleccionado demostró un coeficiente global de transferencia de calor de 6421 W/m2K y un área de transferencia de calor de 10.9 m^2, evidenciando una alta eficiencia de transferencia de calor El diseño mecánico detallado del intercambiador se llevó a cabo, asegurando la solidez y funcionalidad del equipo El costo total del proyecto, incluyendo inversión inicial y costos operativos, se estimó en 125,349,676 COP. En últimas, a pesar de la inversión inicial y los costos operativos, la implementación de este intercambiador de calor resultará en un aumento significativo en la eficiencia del proceso de producción de cerveza, generando ahorros a largo plazo y mejorando la productividad

Ibarra Bolívar, Daniel José | Peinado Soto, Valentina | Romero Díaz, Valentina

| Advisors: Lesme Corredor | Antonio Bula

DESIGN OF A COST/EFFECTIVE HEAT EXCHANGER TO EXPAND THE COOLING CAPACITY IN THE FERMENTATION TO RIPENING RACKING FOR BAVARIA S.A.

This thesis focused on the design of a costeffective heat exchanger to optimize the cooling capacity during the fermentation to maturation racking process at Cervecería Unión, Medellín, belonging to the Bavaria company The main objective was to minimize the racking time from 48 to 10 hours by implementing a more efficient exchanger and an advanced control system. A detailed study of the art and technique was conducted to better understand several types of exchangers and their characteristics, as well as the brewing process and its limitations. Several alternatives were evaluated in terms of their efficiency and compliance with technical standards, with special emphasis on Alfa Laval's offering. Thermal calculations indicated that increasing the beer flow rate from

500 hl/hr to 720 hl/hr and adjusting the process temperatures would achieve the proposed objective The selected exchanger demonstrated an overall heat transfer coefficient of 6421 W/m2K and a heat transfer area of 10 9 m^2, evidencing a high heat transfer efficiency. The detailed mechanical design of the heat exchanger was conducted, ensuring the robustness and functionality of the equipment. The total cost of the project, including initial investment and operating costs, was estimated at COP 125,349,676 Despite the initial investment and operating costs, the implementation of this heat exchanger will result in a significant increase in the efficiency of the beer production process, generating long-term savings and improving productivity

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 15

| Autores

Nuñez,

Rafael | Bonadiez, Humberto | Akle, Elias | Fuentes, Brayan | Tutor: Lesme Corredor

DISEÑO DE UN SISTEMA DE FRENADO REGENERATIVO

PARA CAMIONES MINEROS DIESEL

Se propone diseñar un sistema de frenado regenerativo para camiones mineros con el objetivo de reducir su consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero Actualmente, no existen sistemas de ahorro de combustible para camiones mineros con transmisión mecánica. El proyecto se enfoca en el camión 777G de Caterpillar y su ciclo de operación. Se han identificado dos enfoques principales: uno hidráulico y otro eléctrico Ambos métodos aprovechan la energía cinética desperdiciada durante el frenado para convertirla en energía eléctrica o hidráulica. Se ha logrado un porcentaje de recuperación de energía del 13%, comparable a las tecnologías existentes en el mercado.

El diseño propuesto incluye una bomba hidráulica de pistones axiales de flujo variable acoplada al diferencial del camión. Durante el frenado, la bomba suministra energía al fluido hidráulico y el excedente se utiliza para generar energía eléctrica. El fluido se almacena en acumuladores de alta presión para su posterior uso en el levantamiento de la tolva. Se recomienda considerar la incorporación de un volante de inercia para mejorar la entrega de flujo y aumentar la eficiencia Esta solución ofrece una forma eficiente y rentable de aprovechar la energía cinética desperdiciada durante el frenado de los camiones mineros, contribuyendo a la sostenibilidad y rentabilidad de la industria minera.

Nuñez, Rafael | Bonadiez, Humberto | Akle, Elias | Fuentes, Brayan

| Advisor: Lesme Corredor

DESIGN OF A REGENERATIVE BRAKING SYSTEM FOR DIESEL MINING TRUCKS

It is proposed to design a regenerative braking system for mining trucks to reduce their fuel consumption and greenhouse gas emissions Currently, there are no fuel saving systems for mining trucks with mechanical transmission. The project focuses on the Cat 777G truck and its operating cycle. erpillar 777G truck and its operating cycle. Two main approaches have been identified: one hydraulic and one electric. Both methods take advantage of the kinetic energy wasted during braking to convert it into electrical or hydraulic energy An energy recovery rate of 13% has been achieved, comparable to existing technologies

on the market. The proposed design includes a variable flow axial piston hydraulic pump coupled to the truck differential During braking, the pump supplies energy to the hydraulic fluid and the surplus is used to generate electrical energy. The fluid is stored in high-pressure accumulators for later use in lifting the hopper. It is recommended to consider incorporating a flywheel to improve flow delivery and increase efficiency. This solution offers an efficient and cost-effective way to harness the kinetic energy wasted during the braking of mining trucks, contributing to the sustainability and profitability of the mining industry.

INGENIERÍA MECÁNICA | PROYECTO 16

| Autores

Cuadrado Rincón, Andrés Mauricio | Villar Tapias, Juan Sebastián del | Rincón Díaz, Samir Andrés

| Tutor: Heriberto Maury

DISEÑO PARA LA CONVERSIÓN DE VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN INTERNA A VEHÍCULOS ELÉCTRICOS:

RENAULT DUSTER

En el siguiente proyecto se llevará a cabo la realización del proceso de diseño de conversión de los vehículos de combustión interna, específicamente los modelos Renault Duster, pertenecientes a la empresa

PRIME TERMOFLORES S A S E S P Nuestro objetivo principal es transformar estos vehículos en vehículos eléctricos, aprovechando la tecnología de propulsión eléctrica para lograr un transporte más sostenible y eco-amigable Estos vehículos desempeñan un papel crucial en el transporte del personal hacia la planta de trabajo. Sin embargo, su funcionamiento basado en la combustión interna genera emisiones de CO2 que contribuyen al cambio climático y la contaminación ambiental Con la conversión a vehículos eléctricos, buscamos mitigar estas emisiones y promover una imagen más amigable con el ambiente de la empresa.

Además de los beneficios ambientales, la conversión a vehículos eléctricos también persigue una reducción de costos para la empresa En la actualidad, el precio de la gasolina ha experimentado un alza significativa, lo que impacta directamente en los gastos operativos de la empresa. Al optar por vehículos eléctricos, la dependencia de combustibles fósiles disminuye, lo que a su vez reduce los costos de combustible y mantenimiento Nuestro equipo se encargará de diseñar y llevar a cabo el proceso de conversión, adaptando los vehículos para su funcionamiento con motores eléctricos y baterías. Se considerarán aspectos como la capacidad de las baterías, la autonomía, la eficiencia energética y la infraestructura de carga necesaria para garantizar una transición exitosa.

MECHANICAL ENGINEERING | PROJECT 16

| Authors

Cuadrado Rincón, Andrés Mauricio | Villar Tapias, Juan Sebastián del | Rincón Díaz, Samir Andrés

| Advisor: Heriberto Maury

DESIGN FOR THE CONVERSION OF INTERNAL COMBUSTION VEHICLES TO ELECTRIC VEHICLES: RENAULT DUSTER

In the following project we will carry out the conversion design process of internal combustion vehicles, specifically Renault Duster models, belonging to the company PRIME TERMOFLORES S.A.S

E S P Our main objective is to transform these vehicles into electric vehicles, taking advantage of electric propulsion technology to achieve a more sustainable and eco-friendly transportation. These vehicles play a crucial role in transporting personnel to the plant. However, their internal combustion-based operation generates CO2 emissions that contribute to climate change and environmental pollution. By converting to electric vehicles, we seek to mitigate these emissions and promote a more environmentally

friendly image of the company. In addition to the environmental benefits, the conversion to electric vehicles also aims to reduce costs for the company. Currently, the price of gasoline has risen significantly, which has a direct impact on the company's operating expenses. By opting for electric vehicles, dependence on fossil fuels decreases, which in turn reduces fuel and maintenance costs. Our team will oversee designing and carrying out the conversion process, adapting the vehicles for operation with electric motors and batteries. Aspects such as battery capacity, autonomy, energy efficiency and charging infrastructure will be considered to ensure a successful transition.