Escuela de Ingeniería, Ciencia y Tecnología
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Examinando Escuela de Ingeniería, Ciencia y Tecnología por Tipo "Tesis"
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- ÍtemAcceso AbiertoAnálisis de datos en el consumo energético como parte de una metodología de gestión energética(2023-01-17) Zorrilla Ramírez, Daniel Sebastián; Rivera Buitrago, Iván Mauricio; Celeita Rodríguez, David FelipeEl incremento registrado y la proyección exponencial al alza de demanda energética a nivel mundial ha sido la causa de desarrollo de estudios e investigaciones para mejorar la eficiencia energética en los sectores productivos a todos los niveles, acompañadas de regulaciones, normatividad e incentivos por parte de entidades gubernamentales en busca de un bien común, el máximo aprovechamiento de dicho recurso y la reducción de emisión de gases de efecto invernadero. Este documento tiene como base un marco teórico y estado del arte en gestión energética proponiendo como objetivo principal formular una metodología de análisis enfocada al incremento de la eficiencia energética en procesos industriales como medida previa a un desarrollo de gestión de la energía, donde, los sectores productivos aceleren e impulsen el desarrollo y mejoras encaminadas en buenas prácticas y mecanismos de medición, monitoreo y control que permitan implementar acciones efectivas de reducción de consumo y eficiencia energética. Además, se desarrolla un método donde el análisis numérico permita establecer una guía de cómo obtener información, analizar los procesos, identificar etapas de mayor consumo e implementar herramientas y mecanismos de control de ajuste rutinario que logren un impacto positivo en el consumo energético. Finalmente, la contribución de este trabajo presentará un caso de estudio y una reducción estimada de consumo energético y de emisiones en una planta de producción de alimentos con información real de consumo en el año 2021.
- ÍtemAcceso AbiertoAnálisis de la incidencia de reflexión solar sobre un sistema fotovoltaico(2023-02-01) Gutiérrez Mejía, Gerardo; Herrera González, Edgar Armando; Vega Uribe, Jesús Antonio; Tecnología, Ingeniería, Ciencia y Matemáticas TICMAEn esta tesis de Maestría, se propone mediante el emplazamiento de arreglos fotovoltaicos y superficies reflectantes de prueba, identificar aspectos que puedan mejorar la eficiencia energética de los sistemas solares. Aprovechar la radiación solar y convertirla en energía eléctrica es una aplicación que ha demostrado tener ventajas en cuanto a la disminución de gases de efecto invernadero y ser una alternativa a la creciente demanda de energía eléctrica. El uso de dispositivos aplicados para aumentar la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos, está a la par de las investigaciones para mejorar el aprovechamiento de estos. La disposición de los parques solares actuales, construidos sobre amplias extensiones de terreno, para lograr capacidades de generación económicamente explotables, hace que el uso de la tierra se destine de manera extensiva a generar energía. La técnica propuesta para aplicar en este estudio es aumentar la irradiancia sobre el panel solar mediante un sistema de concentración de irradiancia y desarrollar un prototipo en una nueva disposición de paneles que, aprovechando la concentración de la misma sobre estos, logre medir el impacto sobre la reducción del área de terreno ocupada por el arreglo solar. Los paneles solares comerciales que se encuentran actualmente, presentan una eficiencia alrededor del 20% (Atersa Grupo Elecnor, 2022) (SUNPOWER, 2020) (E4e, 2022) (Mengual, 2022), en generación de energía; adicionalmente la distribución de los parques solares cuyos paneles son instalados horizontalmente, ocupan grandes extensiones de terreno, que podrían ser destinadas en otras labores como agrícolas o paisajísticas o ser objeto de futuras reclamaciones por parte de ambientalistas por la desviación del uso del suelo antes utilizado como hábitat de fauna y flora ampliamente protegidos. Dada la extensión del terreno, la construcción de grandes parques solares, representa una mayor complejidad y suman a los ya altos costos en paneles, montajes, equipos, terrenos y mantenimientos. A futuro debe contribuirse con el mejoramiento de la eficiencia de estos sistemas y la búsqueda de diseños en la distribución de paneles y parques solares que disminuyan las áreas de terreno ocupadas. El proyecto plantea un estudio de la incidencia de un concentrador de irradiancia sobre un arreglo solar y el diseño de una nueva configuración en la distribución de paneles solares buscando con los resultados, aplicarlo en la reducción de áreas de terreno ocupados por estos
- ÍtemAcceso AbiertoCaracterización energética de paneles fotovoltaicos bifaciales bajo efecto albedo en superficies de agua en un prototipo de aireador solar flotante(2022-12-19) González Castaño, Santiago; González Quintero, Reinaldo; Obando Bravo, Germán DaríoEste proyecto estudia en qué medida la radiación por efecto albedo en espejos de agua aumenta la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos flotantes con módulos bifaciales. Para ello, se diseñó e implementó un sistema fotovoltaico bifacial sobre un cuerpo acuático. La caracterización de este sistema se hizo a través del desarrollo de un sistema de adquisición de datos capaz de tomar medidas de voltaje, corriente, potencia y energía. Los datos obtenidos fueron luego contrastados con los datos técnicos nominales suministrados por el fabricante de los paneles bifaciales empleados.
- ÍtemAcceso AbiertoCompetitividad de Colombia como productor y exportador de hidrógeno verde y su derivado amoniaco verde(2023-01-05) Rozo Mendieta, Claudia Patricia; Hernández Corredor, Omar Javier; González Martínez, Julián Eduardo; Gómez Galindo, María FernandaEl sistema energético mundial se encuentra en una transición en sus modelos de producción, distribución y consumo. Tradicionalmente la mayoría de las fuentes de energía están basadas en combustibles fósiles, responsables de emisiones de gases efecto invernadero, propiciando de manera significativa el calentamiento global. Es aquí donde los sistemas de energías renovables demuestran ser útiles para cumplir con los objetivos de una economía global de bajas emisiones que consigan la neutralidad climática. Dada su versatilidad como vector de energía de cero emisiones, el amoniaco verde derivado del hidrógeno verde producido por medio de electrólisis del agua usando energías renovables los posicionan como una alternativa real para la industria energética y la sustentabilidad del planeta; debe indicarse, sin embargo, que en la actualidad su costo de producción es alto si se compara contra el hidrógeno y el amoniaco producidos y transportados por rutas convencionales basadas en combustibles fósiles. Colombia cuenta con una ubicación geográfica privilegiada, su potencial de generación de energías renovables ya la posicionan como líder de la región; destacan de sobremanera la capacidad eólica y solar, elementos esenciales para minimizar los costos asociados a la producción de hidrógeno y amoniaco verde. Este trabajo evalúa los costos del proceso de producir un kilo de amoniaco verde a partir del hidrógeno verde mediante la modelación técnica y económica de un proyecto tipo para analizar la competitividad efectiva como productor y exportador de amoniaco verde en aras de posicionarle como un motor de desarrollo y crecimiento social y económico del país
- ÍtemAcceso AbiertoDiseño de una microrred eléctrica conformada por un sistema fotovoltaico de autoconsumo y la estimación del recurso hídrico de la estación experimental José Celestino Mutis de la Universidad del Rosario(2024-02-15) Mayorga Escobar, Ronald Andrés; Salamanca Floréz, Camilo Andrés; Vega Uribe, Jesús Antonio; Pérez Gordillo, Andrés MauricioLa Estación Experimental José Celestino Mutis (JCM) de la Universidad del Rosario, ubicada entre los municipios de La Vega y Sasaima en Colombia, es un centro de investigación y desarrollo dedicado al estudio y análisis de la flora y fauna de una de las regiones con mayor biodiversidad del país. La estación abarca aproximadamente 13 hectáreas de bosque en proceso de recuperación e incluye un laboratorio de ciencias, un aula de formación y cabañas para albergar a estudiantes e investigadores. Actualmente la Estación Experimental JCM se encuentra conectada a la red eléctrica del Sistema Interconectado Nacional (SIN) y hace uso de un grupo electrógeno con motor diésel que sirve como respaldo en situaciones de ausencia de red para cubrir su demanda eléctrica. El objetivo de este proyecto es diseñar una microrred eléctrica para autoconsumo, conectada a la red, que aproveche el recurso solar disponible en la zona y caracterizar el recurso hídrico de la Quebrada Cambular que atraviesa el terreno donde se encuentra ubicada la Estación Experimental JCM con el fin de evaluar su potencial. Todo esto con el propósito de optimizar el uso de los recursos naturales disponibles en beneficio de la institución, contribuyendo a la lucha contra el cambio climático y promoviendo la sostenibilidad energética. La metodología empleada para el desarrollo de este proyecto se estructuró en cuatro etapas: recopilación de información relacionada con el proyecto, caracterización de los recursos naturales en la zona de influencia del proyecto, evaluación de las necesidades energéticas de la Estación Experimental JCM y modelado de la microrred eléctrica a través de la herramienta especializada PVsyst con base en los datos e información recopilados sobre los recursos, consumo eléctrico de la Estación Experimental JCM e información de costos asociados a los componentes de la microrred, de tal manera que se pueda evaluar la viabilidad del proyecto desde el punto de vista técnico, financiero y ambiental. Los resultados obtenidos darán un panorama sobre las posibles mejoras que se podrán obtener en materia de eficiencia energética, autonomía, confiabilidad y medio ambiente en el suministro de energía eléctrica para la Estación Experimental JCM.
- ÍtemAcceso AbiertoGeotermia de baja entalpía a partir de aguas asociada a la de producción crudo de un campo petrolero en la cuenca colombiana de los Llanos Orientales(2022-12-28) Vargas Ávila, Diana Isabel; Pérez Gordillo, Andrés MauricioEn este trabajo se analiza la viabilidad técnica de aprovechar el calor del agua asociada a la producción de crudo como recurso geotérmico antes de la reinyección para la generación de electricidad mediante la simulación de un Ciclo Orgánico Rankine (ORC) de un campo de producción de crudo pesado en los Llanos Orientales. Se analiza la eficiencia térmica del ciclo con tres diferentes fluidos de trabajo: propano, n-butano y el refrigerante a base de fluorocarbono R-134a y se realiza una sensibilidad con los caudales y temperaturas máximas y mínimas registrados. La incorporación de iniciativas de cogeneración de energía limpia permitirá la reducción de emisiones y posiblemente costos de operación al sustituir combustibles fósiles en las actividades de extracción y producción en los campos petroleros
- ÍtemAcceso AbiertoTornidentifier: identificación y clasificación automática de tornillos con redes neuronales profundas(2023-01-05) García Espitia, Luis Alejandro; Rojas Gacha, Juan David; Andrade Lotero, Edgar José; Alférez Baquero, Edwin SantiagoLa tarea de clasificación de tornillos hasta el momento es solo ejecutada por humanos. De hecho, las fotos no son aceptadas como insumo para la clasificación de tornillos debido a que existe información que no se puede determinar con las imágenes, como el diámetro del tornillo y el paso de la rosca. Con el avance de los modelos del aprendizaje automático de maquina y la inclusión de la clasificación automática de imágenes digitales con arquitecturas de redes neuronales profundas, no se ha explorado la solución de esta tarea, en gran parte, porque el factor trascendental para su entrenamiento es un conjunto de datos apropiado que no existe para este problema. En el presente proyecto se construyó un conjunto de imágenes inédito con el cual se pretende entrenar redes neuronales profundas para la clasificación de los tornillos. Además, se entrenó un modelo de detección de objetos especializados para tornillos el cual funcionará juntamente con el modelo de clasificación para aparte de dar una clasificación se identifique en que parte de la imagen este el tornillo. Por último, los modelos fueron puestos en producción dentro de una interfaz en la cual el objetivo es subir una imagen con tornillos y que los modelos sean capaces de detectar donde están y clasificar sus características