Navegar
Envíos recientes
Publicación Acceso abierto Optimización geométrica de uniones soldadas(Universidad de los Andes, 2024-02-01) Núñez Castaño, Sergio RafaelEn la actualidad, se proyecta un aumento anual del uso de estructuras metálicas en la construcción de un 2.6%, proyectando que se alcanzará un total de mil millones de toneladas métricas para el año 2030 [33]. Es por esto que las uniones soldadas en la construcción han sido el sistema más utilizado para realizar la mayoría de las conexiones metálicas estructurales a nivel mundial. Por lo anterior, las estructuras metálicas se destacan como el método más eficiente en comparación a las estructuras en concreto. Producto del índice de resistencia del acero. Esta característica permite optimizar el uso de materiales, generando ahorros significativos en cuanto la cantidad de material requerido para la construcción. [37] Sin embargo, para el caso de estructuras metálicas es natural que el costo de la estructura está asociada con el consumo de la cantidad de soldadura aplicada por unión, siendo lo anterior una de las principales debilidades en construcción. Investigaciones estiman que el consumo de material de soldadura es cuatro veces mayor en pulgadas por longitud cuando el ancho de una soldadura es la mitad en comparación con otra, y, a pesar de ello, la resistencia resultante es únicamente dos veces mayor [33]. Es por lo anterior que, una correcta implementación de herramientas de optimización que permitan diseñar configuraciones óptimas en las uniones soldadas para estructuras metálicas favorecerá la reducción de los costos de producción y la minimización de desperdicios de material. Esto se logra al ajustar adecuadamente la geometría y la ubicación del cordón de soldadura, garantizando el equilibrio con las acciones externas (fuerzas y momentos) sin violar criterios de resistencia. Asimismo, maximizar la relación beneficio-costo permitirá aumentar la vida útil de la estructura metálica, convirtiendo esta aplicación indispensable en construcciones críticas, como puentes, maquinaria pesada, edificios, entre otros. Además, la implementación de una metodología de optimización conllevará a la reducción de peso en las estructuras, lo que a su vez mejorará la eficiencia energética y el balance económico de los diferentes proyectos. Desarrollar soluciones de optimización permitirá conseguir sistemáticamente soldadura que sean económicamente más convenientes y sin comprometer sus resistencia. No obstante, los métodos de optimización utilizados en la actualidad están restringidos al público en general, por lo que para diferentes empresas es necesario realizar una inversión adicional para adquirir esta metodología, generando así costos adicionales al desarrollo de nuevos proyectos. En este proyecto se propone el desarrollo de modelos de optimización haciendo uso de la herramienta computacional MATLAB para generar un conjunto de soluciones que permitan optimizar la geometría de los cordones de soldadura de filete en diversos tipos de uniones. A su vez, se busca predecir la ubicación ideal para realizar la soldadura en los diferentes tipos de uniones sin violar los criterios de resistencia. Cabe destacar que es de vital importancia considerar las cargas a las que está expuesta la unión en cada caso. Estas soluciones se diseñan con el fin de maximizar la relación beneficio-costo (Resistencia por unidad de volumen) lo que implica una ejecución económica y una reducción en los tiempos de ejecución de las uniones.Publicación Acceso abierto Dinámica de vorticidad en cilindros con tapas en contraflujo(Universidad de los Andes, 2024-01-31) González Puentes, David SantiagoHacer una exploración completa de los campos de velocidad v(x) y w(x) para los flujos con una tapa y en contraflujo con numero de Reynolds entre 500 y 2050. Los campos serán estados estables, axisimétricos (lo cual reduce el costo computacional drásticamente) , descritos en coordenadas cilíndricas (r,z). (∂( ))/∂θ es cero para todas las variables y v_θ≠0,w≠0 en general.Publicación Acceso abierto Análisis técnico-económica para el uso de hidrógeno comercial e industrial en Colombia(Universidad de los Andes, 2024-01-15) Melo Moya, Johan SebastianUna alternativa con alto prospecto como lo es el hidrógeno, puede desempeñar un papel clave en un futuro energético limpio, seguro y asequible, especialmente para descarbonizar varios sectores industriales. Este análisis técnico-económico sobre la implementación del hidrógeno como fuente de energía comercial e industrial en Colombia, se centra en evaluar distintos procesos de producción de hidrógeno, identificados por colores según su origen y características ambientales: hidrógeno gris (producido a partir de fuentes fósiles sin sistema de captura de CO2, azul (derivado de fuentes fósiles pero con sistema de captura de CO2) y verde (producido mediante energías renovables). Esta clasificación permite una comparación integral en términos de impacto ambiental y viabilidad económica. Se explora específicamente la aplicación del hidrógeno en estaciones de servicio para el transporte terrestre en vehículos de carga pesada HDFCV con una capacidad promedio de almacenamiento de 67 kgH2, un sector crítico en la transición energética y clave enmarcado por la Hoja de ruta de hidrógeno para Colombia publicado en el año 2021 para los próximos 29 años. Se busca identificar el tipo de hidrógeno y el proceso de producción más rentables económicamente utilizando indicadores clave como el Costo Nivelado de Hidrógeno (LCOH) y eficientes desde una vista técnica, utilizando modelos termodinámicos para el hidrógeno.Publicación Acceso abierto Modelo computacional basado en elementos finitos de un horno de fundición de arco eléctrico(Universidad de los Andes, 2024-01-17) Escobar Parra, Andrés FelipeEl presente documento presenta el desarrollo y los resultados de un modelo computacional basado en elementos finitos de un horno de fundición de arco eléctrico (EAF) enfocado en la producción de ferroníquel para el análisis de la influencia de la asimetría de tensiones de electrodos y la conductividad eléctrica de la escoria en la eficiencia energética del proceso de fundición.Publicación Acceso abierto Modelación y mejora a través de diseño experimental de un dispositivo de punta alar para aeronaves de ala fija(Universidad de los Andes, 2024-01-22) Suárez Valdés, Óscar DanielEste trabajo presenta un procedimiento experimental implementado para realizar la evaluación mediante simulación CFD del desempeño de un dispositivo de punta alar y su optimización a través del diseño experimental usando la Metodología de Superficie de Respuesta. La primera etapa del proyecto buscó establecer una metodología base adecuada en los procesos de modelación geométrica, enmallado y simulación CFD que permitieran obtener los resultados válidos y congruentes a resultados previamente publicados. La geometría base evaluada fue adoptada de un modelo de investigación común de aeronave denominado CRM (Common Research Model) de alta velocidad de la NASA. Todas las simulaciones de las etapas del proyecto fueron hechas usando el software Fluent R23.1 de ANSYS, con la necesidad de usar el clúster HPC para llevarlas a cabo. Las simulaciones se realizaron usando el solucionador basado en densidad y activando la solución de la ecuación de energía, condiciones requeridas para evaluar correctamente las condiciones de operación de flujo compresible de Mach 0.85. En las simulaciones se utilizó el modelo de turbulencia SST k-omega. Se evaluaron los coeficientes sustentación, arrastre y de momento de cabeceo a un ángulo de ataque de 2.75°, además se obtuvieron visualizaciones gráficas del desarrollo del flujo para los modelos estudiados usando parámetros como el coeficiente de fricción superficial, la intensidad de turbulencia, Q-Criterion y la magnitud de vorticidad generada. Los resultados numéricos de la primera etapa de análisis de convergencia y validación de resultados base indicaron que, con la metodología usada, a partir de una malla de 20 millones de elementos, los resultados de fuerzas y desempeño aerodinámico del modelo permiten predecir el desarrollo de las variables de flujo y turbulencia en el modelo. Posteriormente, la segunda etapa buscó validar la efectividad de un winglet base acoplado al modelo, el cual fue modelado con respecto a la geometría real un avión Boeing 787-9. Se obtuvo que con la presencia de un dispositivo base de estas características se logra una reducción de casi 20% en el valor del arrastre inducido sobre el avión. La últimas etapas del proyecto buscaron lograr la optimización de este modelo base de winglet al variar sus parámetros geométricos de ángulo de inclinación, ángulo de barrido e intensidad de la curvatura de transición. Al aplicar la metodología de Superficie de Respuesta, el efecto de arrastre inducido fue ajustado a un modelo polinomial que combina los efectos de los parámetros evaluados. Un modelo optimizado fue obtenido, el cual permitió que la reducción de arrastre inducido fuera de 32.6% y de arrastre total de 6.6% con respecto al modelo base CRM sin winglet. Además, permitió obtener una mejor respuesta visual, menos intensa y más suavizada de la generación del vórtice en la punta usando las visualizaciones disponibles en ANSYS para realizar la representación gráfica.Publicación Acceso abierto Caracterización experimental de una matriz epóxica reforzada con fibras de carbono bidireccional, e implementación de una red neuronal de aprendizaje adaptativo(Universidad de los Andes, 2023-08-03) Maldonado Caicedo, Andrés FelipeLas matrices poliméricas reforzadas con fibras de carbono (CFRP por sus siglas en inglés) otorgan propiedades como la alta resistencia y rigidez en situaciones de cargas a tensión y flexión, además de excelente resistencia a la corrosión, generando que sea apropiado su uso en aplicaciones estructurales. El uso de los materiales compuestos ha visto un auge en los últimos años sobre todo en aplicaciones de alta tecnología y eficiencia. Por lo que, es importante investigar cómo a través de procesos de manufactura replicables se pueda generar un lineamiento en el uso de matrices epóxicas reforzadas con fibras de carbono bajo cargas a tensión y a flexión. En esta tesis, se realiza la caracterización de los posibles diferentes configuraciones de CFRPs a través de tres métodos. Un modelo por elementos finitos para una probeta sometida a desplazamientos en pasos controlados, con el fin de realizar una optimización bajo un modelo Six Sigma, donde se varía el ángulo de cada una de las 8 capas de laminado para encontrar cuáles orientaciones serían las adecuadas para los ensayos experimentales como parámetro de diseño el esfuerzo y la deformación máxima a tensión. Entrenamiento de una red neuronal que permite recibir los resultados del modelo por elementos finitos para entrenarse y ser capaz de predecir leyendo otro conjunto de datos, si las orientaciones del nuevo laminado se comportarían como las del set de entrenamiento con la finalidad de crear una base para nuevas investigaciones. Y un modelo de experimentación basado en pruebas a tensión y flexión para definir relaciones entre tipos de resina, orientación de las capas, variables de curado e impregnación como el cambio de presión de vacío y temperatura, y cantidad de capas que permiten dar indicios de cómo se debe laminar de acuerdo con los parámetros de diseño iniciales. Se revisó el comportamiento de falla a través de microscopía y estereoscopía para entender la estructura interna de la falla en las secuencias del laminado. La caracterización del CFRP permite definir un método de manufactura que desarrolla piezas de alto rendimiento a tensión y flexión validadas a través de ensayos de falla, simulación por medio de elemento finitos y entrenamiento de redes neuronales. Los materiales utilizados y procesos de mecanizado permiten reducir costos de procesamiento y facilitar su construcción.Publicación Acceso abierto Modelo para cálculo de la eficiencia de la unidad de generación en centrales hidroeléctricas(Universidad de los Andes, 2023-08-04) España Barreiro, AdrianaLa eficiencia de las unidades de generación de una central hidroeléctrica es útil como indicador del estado general de la central, permitiendo que sea posible implementar su cálculo como método de detección y clasificación de fallas. El presente documento propone un método para el cálculo de la eficiencia en la unidad de generación de una central hidroeléctrica basado en la aplicación de principios de ingeniería y el monitoreo en tiempo real de las condiciones de operación de la central. El método se valida con datos de campo y operación de la central hidroeléctrica Alto Anchicayá (Valle del Cauca, Colombia) y se logra hallar las curvas de eficiencia a tres niveles de la taxonomía de la central. Finalmente, se concluye que el método de cálculo de eficiencia propuesto es válido en condiciones de operación y permite detectar y clasificar anomalías en el funcionamiento de la unidad de generación de la central, sus sistemas y subsistemas, y a futuro se podría aplicar diagnóstico de fallas en la central.Publicación Acceso abierto Metodología para desarrollar un marco de valor para la toma de decisión en la Gestión de Activos(Universidad de los Andes, 2023-08-04) Benavides Quijano, Ana MaríaSegún el Instituto de Gestión de Activos se deben establecer criterios para la toma de decisiones basados en los intereses organizacionales antes del proceso de toma de decisiones. Estos intereses, suelen representarse de manera implícita a través del plan estratégico y las políticas organizativas [1]. El propósito es tener una ¿línea de vista¿, como se menciona en la norma ISO55001 [2]. Esto, se refiere a tener una alineación vertical de los objetivos y acciones de una organización, proporcionando coherencia entre el plan estratégico, las políticas, los planes, los procesos y las actividades organizativas. Teniendo en cuenta esto, los criterios de toma de decisiones en la gestión de activos deben respaldar el logro de los objetivos organizacionales y maximizar el valor generado para la organización. Con el fin de definir estos criterios, se propone el desarrollo de un marco de valor (MV), donde se representan dimensiones de valor y sus respectivos generadores de valor (GV) que se alineen con la misión y visión y el plan estratégico. Para hacerlo, este documento establece una metodología para desarrollar un marco de valor (MV) de una organización, que sea replicable. La metodología ya ha sido demostrada a través de una Prueba de Concepto (PoC) aplicada en el Departamento de Ingeniería Mecánica, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes.Publicación Restringido Desarrollo e implementación del software HybMotor para el diseño de motores híbridos tipo cohete(Universidad de los Andes, 2023-08-04) Prada Conde, SantiagoEn este estudio se presenta el desarrollo e implementación del software HybMotor, el cual es una herramienta CAD para el diseño de motores híbridos propulsados por ABS y N2O. El software permite analizar y predecir el rendimiento de los motores, lo que ahorra tiempo y recursos en el proceso de diseño. El estudio se centra en el análisis de los componentes clave del motor y la mezcla de ABS y N2O como propulsores. Para lograr esto, se evaluó el rendimiento de tres motores híbridos y se exploraron las capacidades de predicción del HybMotor. Los resultados mostraron que, al introducir una tasa de regresión adecuada para el combustible sólido, HybMotor logra aproximar eficazmente el rendimiento del motor estudiado. Esto fue validado de forma experimental al producir y probar un motor diseñado por este software. Con el fin de calibrar este software, se iteró el coeficiente de corrección del modelo teórico. Se determinó que fijarlo entre 0.1 y 0.3 resultó en una variación del 8% al 20% en la media del empuje teórico en comparación con los resultados experimentales. Por último, aunque el software HybMotor fue capaz de generar diseños detallados y funcionales, se reconoce que el modelo utilizado está en desarrollo y requiere mejoras. Se enfatiza la necesidad de estudiar modelos más realistas para reducir los efectos ideales y obtener predicciones más precisas en el rendimiento de este tipo de motores.Publicación Acceso abierto Modelo de análisis cinemático en la escalada deportiva modalidad Boulder(Universidad de los Andes, 2023-08-01) Ríos Pinzón, Sergio IvánEl presente articulo abarca la investigación referente a el planteamiento de un modelo para el análisis cinemático del deporte Escalada en la modalidad Boulder, así también su desarrollo e implementación integrando Python y Matlab. Presenta una breve introducción al contexto científico y social del deporte, seguido de una breve descripción del estado del arte enfocado en modelos biomecánicos y computacionales. Desarrolla la metodología de creación del modelo, sus variantes, el alcance y limitaciones presentes, el modelo consta de dos partes independientes el muro y el escalador, así como su interacción para la solución del problema de la escalada, el modelo se fundamenta en algoritmos heurísticos bajo conceptos matemáticos de quaterniones y teoría de grafos. Se presenta un método innovador para la solución en hipergrafos direccionando el centro de masa de un escalador sobre estructuras de cuatro puntos de apoyo para el cuerpo humano. Se presenta la viabilidad de encontrar soluciones optimas en función de parámetros físicos de un deportista.Publicación Acceso abierto Análisis de la dinámica de flujo en la turbina FRANCIS 99 con inyecciones de fluido a carga parcial(Universidad de los Andes, 2023-08-03) Álvarez Gómez, NicolásLa dinámica del flujo en la zona inferior del rodete de las turbinas Francis, especialmente en presencia del fenómeno conocido como vórtice de descarga, ha sido objeto de estudio desde principios del siglo XX. Este fenómeno, que ocurre en caudales limitados o en condiciones de potencia fuera de lo nominal, induce pulsaciones de presión en los elementos mecánicos de la turbina, lo que resulta en vibraciones y cavitación en el rodete. El vórtice de descarga, también conocido como "vortex rope" [1], se forma debido a una zona de estancamiento en el eje del cono de aspiración, generada por la rotación de la corona del rodete. En esta zona, se producen bajas presiones que dan lugar a la recirculación del flujo, disminuyendo su velocidad axial. Desde una perspectiva física, esto implica la producción de entropía, donde la energía mecánica se convierte en energía interna debido a la viscosidad del flujo. En los últimos años, gracias al avance de las capacidades de cómputo y a la implementación de modelos CFD cada vez más sofisticados, se han logrado aproximaciones más precisas en el estudio de este fenómeno. Sin embargo, todavía existen desafíos para predecir con precisión el comportamiento del vórtice de descarga bajo el rodete, especialmente en el contexto de centrales hidroeléctricas y proyectos de turbina bomba (Pump Storage Powerplant). Para mitigar los efectos negativos de esta dinámica de flujo, como el desgaste por vibración, la cavitación y la pérdida de eficiencia de la turbina, se han implementado técnicas como la inyección de masa en puntos específicos de los alabes, el cono de la turbina y el tubo de aspiración. Estas técnicas permiten estabilizar el flujo y aumentar la eficiencia mecánica de la turbina, ya que se enfocan en los puntos que generan mayor entropía [2]. Los hallazgos de este estudio incluyen una reducción en la amplitud de las inestabilidades inducidas por el Vórtice de Remolino Rotatorio (RVR), un aumento en la potencia mecánica generada y una comparación entre los diferentes métodos utilizados. En resumen, este estudio proporciona conocimientos valiosos sobre la optimización del rendimiento de la turbina Francis-99 y resalta los beneficios potenciales de utilizar la inyección de agua axial como un medio para mejorar la potencia mecánica generada y la eficiencia global durante la operación a carga parcial (PL).Publicación Embargo Time-optimal trajectory planning for industrial robots with end-effector acceleration constraints(Universidad de los Andes, 2023-01-14) Romero Yepez, Samuel JoséThe implementation of manipulator robots has become indispensable in various industries, enabling efficient performance of complex tasks. Swift and efficient movement of these robots is essential to maximize productivity. However, the grip limitations of the tool restrict rapid movement in scenarios where the manipulator's load varies. In this research, we propose a novel method for generating minimum-time trajectories while considering acceleration constraints on the tool. The algorithm incorporates two trajectory generation methods in the joint space: a simple polynomial approach and a composite approach. To validate the proposed method, we apply it to a UR10 robot model equipped with a vacuum gripper, specifically designed for handling boxes with diverse characteristics. By testing the algorithm on different trajectories, we successfully identify satisfactory solutions. The outcomes of this study significantly contribute to the advancement of manipulator robots by addressing the challenges posed by variable payload conditions. Our method enables efficient and rapid movement in real-world applications, enhancing overall productivity and expanding the scope of manipulator robot utilization.Publicación Restringido Caracterización de estructuras reticulares de tipo TPMS en condiciones cuasi estáticas y dinámicas(Universidad de los Andes, 2023-07-12) Serrano Ruiz, Daniel EduardoEn la industria y la academia, existe un creciente interés en investigar materiales y estructuras que puedan soportar grandes cargas sin aumentar significativamente su densidad, lo que reduciría el peso asociado. Este trabajo se centra en las estructuras reticulares superficiales, específicamente las estructuras TPMS (Superficies de Curvatura Media Triperiodica), y analiza su comportamiento bajo cargas compresivas en condiciones cuasi-estáticas y dinámicas. Se investigó la influencia del tipo de generación (sheet-based y skeletal-based) y la densidad relativa en la curva fuerza vs desplazamiento, el mecanismo de falla y las propiedades de absorción de energía. Los ensayos compresivos se realizaron a diferentes tasas de deformación, utilizando una máquina universal de ensayos y una Open Hopkinson Pressure Bar. Los resultados mostraron que la topología y el tipo de generación de la estructura celular influyen en la generación de una región de meseta estable en la curva fuerza vs desplazamiento. Además, se observó un comportamiento no homogéneo y un mecanismo de colapso capa a capa en los campos de deformación bajo condiciones cuasi-estáticas.Publicación Acceso abierto Pruebas bomba sumergible Grundfos SQF-02(Universidad de los Andes, 2023-07-25) Rodríguez Rozo, Diego AndrésEn el presente trabajo se desarrolla una caracterización del comportamiento de una bomba de desplazamiento positivo de tipo helicoidal sumergible SQF-2 con un motor MSF-3 de la marca Grundfos, este dispositivo está diseñado para bombear agua a partir de la excitación del motor en distintas condiciones de potencia en corriente alterna o directa a partir de energía solar o eólica. Así mismo, dadas las restricciones experimentadas, se procedió a profundizar el análisis con una extrapolación de los datos hacia nuevas condiciones de funcionamiento (velocidades de rotación o condiciones de potencia que no se lograron evaluar y se predijeron con base en lo expresado por la literatura).Publicación Restringido Clasificación del estado de módulos fotovoltaicos a partir de datos sintéticos mediante modelado y algoritmos computacionales(Universidad de los Andes, 2023-07-07) Rivas Bolívar, Andrés FelipeEl diagnóstico del estado de los módulos fotovoltaicos es cada vez más necesario en las plantas de producción de energía. El principal factor de pérdidas en estos sistemas es la presencia de anomalías o fallas, que disminuyen considerablemente la producción de energía y pueden poner en riesgo la integridad de los equipos. Por lo tanto, es necesario desarrollar sistemas precisos y tempranos para detectar y clasificar anomalías, lo que permite realizar mantenimientos que reduzcan al mínimo el tiempo de inactividad de los módulos solares y maximicen su eficiencia. En este trabajo de tesis, se estudia una cadena de módulos FV de laboratorio de energía solar de la Universidad de los Andes y se simulan condiciones de anomalías mediante un modelo analítico de los módulos, generando una base de datos sintética. Esta base de datos se utiliza para entrenar modelos computacionales de clasificación con el objetivo de detectar y clasificar anomalías presentes en el arreglo.Publicación Acceso abierto Análisis aerodinámico del modelo generalizado Windsor a través de simulaciones CFD(Universidad de los Andes, 2023-07-26) Moreno Revelo, Juan SebastiánEste estudio se enfoca en el análisis de un modelo generalizado, con el propósito de comprar del desempeño aerodinámico utilizando modelos de turbulencia RANS e híbridos. Se llevaron a cabo simulaciones haciendo uso de la mecánica de fluidos computacional (CFD), utilizando la geometría Windsor y se emplearon los modelos de turbulencia K - [omega] SST y DDES para las simulaciones estacionarias y transitorias, respectivamente. La metodología empleada comprendió una verificación de investigaciones previas y una revisión de datos experimentales compartidos en el contexto del seminario Automotive CFD Prediction. Se realizaron análisis de mallas y se establecieron las condiciones de operación, así como los valores de referencia para las simulaciones.Publicación Acceso abierto HydroLab: un módulo para la investigación de estrategias de fertirrigación en hidroponía(Universidad de los Andes, 2023-06-21) Guerrero Mejía, Luis HumbertoEste artículo presenta una propuesta para un banco de pruebas flexible destinado a cultivos hidropónicos, con el objetivo de realizar experimentos comparativos confiables. Enfocándose en evaluar y comparar estrategias de fertirrigación, esenciales en la hidroponía. El banco de pruebas fue probado utilizando cultivos de lechuga hidropónica sometidos a dos estrategias de riego: fertirrigación basada en el tiempo y fertirrigación basada en la radiación solar. Los resultados revelaron diferencias significativas en el consumo de agua y el crecimiento de los cultivos. Específicamente, la estrategia de fertirrigación basada en la radiación solar exhibió un menor consumo de agua y un mayor crecimiento al adaptar la fertirrigación a los requerimientos específicos del cultivo, utilizando la radiación solar como indicador clave. La utilización de este banco de pruebas flexible es relevante para la investigación científica en hidroponía y tiene implicaciones significativas para la seguridad alimentaria mundial. De hecho, optimizar el uso del agua y buscar técnicas más eficientes en la producción de alimentos son aspectos cruciales para abordar los desafíos actuales. En este sentido, la implementación de esta plataforma representa un avance notable en la investigación en hidroponía y muestra su potencial para contribuir a soluciones sostenibles en la producción de alimentos.Publicación Acceso abierto Influencia de diferentes diseños de winglets sobre el desempeño de una turbina hidrocinética tipo Darrieus de palas rectas(Universidad de los Andes, 2023-06-20) Botero Zuleta, NicolásEn este trabajo se presenta un análisis del desempeño de una turbina hidrocinética de eje vertical que usa winglets simétricos como método de control de flujo pasivo. El análisis fue obtenido a través de simulación numérica CFD en el software comercial STAR CCM+ usando el modelo de turbulencia SST k-[omega] Gamma ReTheta-Transition. La metodología utilizada incluyó un análisis sobre diversos modelos de winglets para determinar cuál lograba el mejor desempeño en la turbina, posteriormente se compararon los resultados de la turbina con el modelo seleccionado con los resultados de la turbina sin winglets, encontrando cual fue el efecto de los winglets sobre las fuerzas hidrodinámicas de la turbina y los principales cambios que provocaron en el comportamiento del flujo alrededor de la turbina. Los resultados mostraron que el modelo de winglet con ángulo de inclinación de 45° y ángulo de barrido de 60° lograba el mejor desempeño en la turbina, con un incremento de un 17.3% en la potencia generada por la turbina, además, la mejora en el desempeño se debe a que los winglets incrementan el torque producido por la turbina en la región de aguas arriba, disminuyen el tamaño de los vórtices en las puntas de las palas de la turbina y retardando la separación del flujo en los primeros 60° de giro de la turbina.Publicación Acceso abierto Modelamiento de los efectos de estela en un parque eólico con fin de predicción y optimización de energía(Universidad de los Andes, 2023-02-02) Pulido Castro, AlejandroLas turbinas de un parque eólico extraen energía del viento incidente modificando su distribución y disminuyendo su velocidad en lo que se conoce como fenómeno de estela. Esto a su vez puede disminuir la energía disponible para turbinas que se ubiquen aguas abajo de otras turbinas, afectando por ejemplo parques eólicos con varias filas de turbinas. Estudios recientes han demostrado que modificar el ángulo de viraje de una turbina, es decir el ángulo con el que la turbina se enfrenta al viento incidente, puede incrementar la energía extraída en las turbinas aguas abajo, gracias a un efecto de redireccionamiento de estela. Aunque esta táctica disminuya la energía extraída por la turbina virada, ha demostrado permitir una ganancia neta en un parque eólico y aumentar su eficiencia energética. En este trabajo de grado se realiza una implementación de un modelo analítico de predicción de estela virada, así como la implementación de un algoritmo de optimización para calcular los ángulos de viraje óptimos de cada turbina que maximicen la producción de energía en el parque.Publicación Embargo Evaluación de la variación de formulaciones de almidón modificado y BioPBS para la producción de películas por extrusión(Universidad de los Andes, 2022-01-19) Vargas Rojas, ManuelaEl almidón termoplástico (TPS) ha sido altamente promovido en la comunidad científica como un polímero biobasado biodegradable, esperando que se observe en la aplicación de empaques de películas flexibles. Sin embargo, el TPS posee altas dificultades en laprocesabilidad y, como producto, tiene propiedades mecánicas limitadas y alta hidrofilicidad.Las soluciones utilizadasen este estudiopara el problema mencionado se encuentran enfocadas en la utilización de almidones modificados y mezclas con otros polímeros biodegradables. Específicamente, lapresente tesis evalúa diferentes formulaciones de mezclas entrealmidón de maíz modificado y polibutileno succinato (PBS),o polibutileno succinato coadipato (PBSA), utilizando glicerol como plastificante. El proyecto fue evaluado dedos formas: (i) escala laboratorioy (ii) escala preindustrial de laboratorio. A los productos de las escalas se les realizaronanálisisestructurales, térmicos, mecánicos, higroscópicosy de procesabilidad. Los resultados obtenidos demuestran que la utilización de almidones modificados,y la mezcla de estos con biopolímeros como el PBS o PBSA,mejoraaltamente su procesabilidad, resistencia a la tracción, módulo de elasticidad, carácter higroscópico,y disminuye suviscosidad y estabilidad térmica. Comparando entre el PBS y el PBSA, se observa que el PBS posee las mejores propiedades entre las mencionadas, sin embargo, la teoría llega a la conclusión que debería ser el PBSA. Debido a esto, es necesario utilizar un agente acoplante para mejorar la interacción de la matriz polimérica de las películas.