Trabajos de grado Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Occidente Diseño de un sistema de pruebas de mantenimiento predictivo mecánico en centrales hidroeléctricas Nombre: Andrés Felipe Castrillón Programa: Ingeniería Mecánica Director: Héctor Enrique Jaramillo, MSc Ingeniería Civil equipo se minimiza notablemente y además se maximiza su tiempo de vida. Este plan de mantenimiento predictivo va enfocado a las centrales hidroeléctricas de la empresa Epsa S.A., las cuales para generar la energía cuentan con numerosos equipos y maquinaria que están bajo un completo plan de mantenimiento y monitoreo que permite un correcto funcionamiento de estos equipos. Se desarrolló un plan de mantenimiento predictivo mecánico en las centrales hidroeléctricas con base en las técnicas de vibraciones mecánicas y análisis de aceites. El plan incluye los equipos mecánicos fundamentales para realizar la producción de energía por parte de las centrales hidroeléctricas. El objetivo del mantenimiento predictivo es tener el estado de salud de las máquinas, en cualquier momento. Además, saber cómo se vienen comportando para predecir una posible falla y evitar las consecuencias de una parada no deseada. Palabras clave: Mantenimiento predictivo, modelo de mantenimiento, vibraciones mecánicas, análisis de aceites. El mundo del mantenimiento ha tenido grandes cambios a través de los tiempos por diversos factores, como el enorme aumento en número y variedad de los activos físicos que la industria maneja, diseños cada vez más complejos, cambio en la conciencia para evaluar hasta qué punto las fallas afectan la seguridad y la integridad de los equipos, y lo más importante, cambios que permitan que los gerentes y responsables de las empresas tengan un control constante de sus activos. Así sucesivamente, los métodos de mantenimiento se hicieron cada vez más importantes en la industria para generar grandes adelantos en ellos, como el mantenimiento predictivo, el cual es el tema a trabajar en este proyecto en el área de la ingeniería mecánica. Este consiste en diferentes pruebas, las cuales ayudan a pronosticar un punto futuro de falla de un componente de máquina, de esta forma dicho componente puede ser intervenido, con base en un plan, justo antes de que este falle. Con este método, el tiempo no disponible del Diseño de prototipo de prótesis del pabellón auricular utilizando tecnología CAD/CAM Nombre: Giovanny Sánchez Programa: Ingeniería Biomédica Directores: Wilfredo Agredo, Médico, M.Sc., y Faruk Fonthal, Ingeniero Electrónico, PhD. a) Figura 1 a) Captura del pabellón auricular del paciente y b) Positivo auricular afectan de manera negativa el desarrollo social b) 122
y productivo de los individuos que las presentan. En casos extremos puede llegar a afectar de manera drástica la evolución del desarrollo de la audición, impidiendo la inclusión de los individuos en actividades productivas. Los defectos auriculares pueden ser congénitos o adquiridos y son la segunda malformación craneofacial más común. Existen principalmente dos tratamientos: la reconstrucción por medio de cirugía, o la prótesis un gran reto para los cirujanos ya que el éxito depende principalmente de su talento artístico. Mientras que el segundo tratamiento se basa en tecnologías de diseño asistido por computador (CAD) y manufactura asistida por computador (CAM) los cuales brindan una mayor precisión para lograr así un mejor resultado estético y funcional. Para el diseño de la prótesis se utilizó el escáner láser Scorpio que proporciona una imagen del objeto escaneado con un error en su precisión alrededor utilizando las tecnologías de software CAD y CAM y se obtuvo el diseño completo partiendo del pabellón impreso del pabellón auricular. Palabras clave: Prótesis, pabellón auricular, diseño Análisis técnico-económico del ahorro de energía en motores de inducción mediante la aplicación de variadores de frecuencia Nombre: Andrés Felipe Cuéllar Baena y Francisco Javier Guevara Gómez Programa: Ingeniería eléctrica Director: Enrique Ciro Quispe, Ingeniero Electricista, Msc. Ingeniería Eléctrica, Candidato a doctor, Director Grupo investigación GIEN. La aplicación industrial de los accionamientos de frecuencia variable ha ido en aumento debido a que gran parte de los equipos utilizados en la industria moderna funcionan a velocidades variables y necesariamente, por ello se requiere de un control preciso de la velocidad para lograr una productividad adecuada, una buena terminación del producto elaborado y garantizar al personal y equipos una mayor seguridad. Cuando se aplican variadores de frecuencia a motores de inducción deben ser considerados los aspectos objetivo de obtener una operación del motor con bajo consumo energético, operación económica y reducción del impacto ambiental. El objetivo principal de este estudio fue desarrollar una metodología, para determinar la viabilidad de aplicar un variador de frecuencia en un motor de inducción que acciona sistemas de refrigeración y bombeo. De acuerdo con este planteamiento, el estudio buscó analizar cada uno de los temas necesarios para desarrollar la metodología planteada, tales como la estructura de los variadores de frecuencia, el análisis técnico para la selección del variador y el motor, y el establecimiento de un método de análisis técnico-económico que permitiera de manera concreta analizar la viabilidad en los dos campos mencionados para la instalación de un variador de frecuencia en un motor de inducción. Una vez desarrollada esta metodología, se aplicó a un caso en particular cuyos resultados mostraron, con valores reales, efectos favorables. Palabras clave: Motores de inducción, variadores de frecuencia, sistemas de refrigeración. Diseño de planta de tratamiento de agua de ósmosis inversa, para la empresa Dober Osmotech de Colombia Ltda. Nombre: José Alberto Moreno Benavides Programa: Ingeniería Mecatrónica Director: Andrés Felipe Navas, Ingeniero Mecatrónico Se estudiaron las principales necesidades generadas en el proceso de las plantas de tratamiento de agua de ósmosis inversa en la empresa Dober Osmotech de Colombia Ltda., con lo cual se realizaron diferentes conceptos que suplían dichas necesidades. 123
Metodología dentro de la fase de diseño Se analizaron cada uno de los diferentes conceptos para las plantas de ósmosis inversa. Se consideran simulaciones y prototipos para la automatización y desarrollo de las plantas de ósmosis con su respectivo funcionamiento. Todo el proceso de automatización se realizó por medio de tecnologías y programación PLC y el proceso de diseño por medio de herramientas CAD-CAE. Como resultado se llegó a un diseño mecatrónico detallado de una planta de ósmosis inversa, incluidas la empresa Dober Osmotech de Colombia Ltda., siempre apoyándose en la metodología estructurada aprendida en el curso de diseño mecatrónico de la Universidad Autónoma de Occidente. Palabras Clave: Diseño mecatrónico, automatización, PLC, ósmosis inversa. Metodología para la prevención de incidentes de seguridad críticos en aplicaciones web mediante la adopción de escenarios seguros Nombre: Pablo César Velasco Somera Programa: Ingeniería Informática Director: Miguel Navas Jaime, Ingeniero de Sistemas La idea de desarrollar este proyecto surge como necesidad de generar una alternativa para la prevención de incidentes de seguridad en aplicaciones web que se adapte a las necesidades de cada organización, al rol del arquitecto de software y al ciclo de vida del desarrollo del software. Actualmente existen metodologías para la prevención de vulnerabilidades en aplicaciones web, Fuente: Autor pero están enfocadas al desarrollo de software, no se contempla al diseño de arquitectura de seguridad en aplicaciones que permita minimizar las amenazas más comunes desde una frase temprana. Para cumplir con el objetivo principal de este proyecto, se realizaron revisiones de los más recientes estudios sobre vulnerabilidades en aplicaciones web. También se investigaron las diferentes metodologías existentes para mostrar la importancia de la seguridad al arquitecto de software. Se involucra al arquitecto de software en el desarrollo de laboratorios controlados para que logre comprender más fácilmente la explotación y 124
aprovechamiento de las vulnerabilidades. Finalmente se recolectan aquellas buenas prácticas y conclusiones para elaborar una guía (Metodología) que permita ser aplicada en el aseguramiento, desde la fase de diseño de arquitectura de una aplicación web. Como resultado de la investigación, la metodología y los entregables pueden ser adaptados con facilidad a los requerimientos de seguridad de cualquier aplicación web. Como conclusión se destaca que el estudio de todas las vulnerabilidades que sufren las aplicaciones web es muy complejo, es necesario entonces analizar las vulnerabilidades y tendencias publicadas por los observatorios de seguridad informática y comunidades consolidadas a nivel mundial. Palabras clave: Metodología, prevención, aplicación web, vulnerabilidad, arquitectura, hacking. Estandarización del proceso de empaque en una empresa del sector metalmecánico para 100 referencias del área en crudo con utilización de la técnica del estudio del trabajo Nombre: Tatiana Alejandra Casas Pérez Programa: Ingeniería Industrial Director: Giovanni Arias Castro, Ingeniero Industrial Una de las mayores preocupaciones que atraviesan actualmente las empresas consiste en el aseguramiento de la calidad en los diferentes productos y/o servicios sus requerimientos. Con el desarrollo del trabajo se pudo vislumbrar que muchas veces la ausencia de métodos y mediciones claras acerca de lo que está pasando en los procesos productos y la inadecuada planeación de la producción. Este es el caso de una empresa del sector metalmecánico de la ciudad de Cali, en la cual se presenta dicha problemática y es el objeto de este estudio. Por lo anterior, cabe mencionar que para la resolución de este problema se pretende hacer uso de diferentes herramientas analíticas que hacen parte del estudio del trabajo como son el estudio de tiempos y el estudio de los métodos, los cuales están integrados en una metodología basada en la observación directa como instrumento de medición y en el análisis de la Figura: Diagrama de operaciones con el método tipo de empaque información. Dicha metodología se divide en tres etapas, que consisten en: a) la determinación de los tiempos estándar del proceso de empaque para algu- incurridos para la realización del proceso de empaque por concepto de insumos y mano de obra, c) el diseño e implementación de una forma de empaque estándar que tenga en cuenta las caras críticas del material Con todo esto, se logró estandarizar el proceso de empaque para cien de las referencias del área de rotación, en términos de tiempo del proceso, costos de a ello, se realizaron cambios positivos en la empresa, se estandarizó la presentación de los productos y se ejecutaron mejoras en cuanto a la calidad entregada al cliente, lo cual permitió disminuir las devoluciones en devoluciones en el año. Palabras Clave: Estudio del trabajo, costos de producción, incremento de productividad. 125
Diseño e implementación de una red de sensores inalámbrica para el monitoreo de temperatura y humedad durante el cultivo del champiñón Nombre: Mauricio Peña Parra Programa: Ingeniería Electrónica Director: Diego Martínez Castro, Ingeniero Electrónico Este trabajo presenta la experiencia en el diseño e implementación de una red de sensores inalámbrica experimental, para el monitoreo de la humedad y la temperatura durante el cultivo del mejor conocido como el hongo champiñón. El sistema hace uso de métodos geoestadísticos para estimar la temperatura y la humedad dentro del cultivo, esto a partir de las mediciones puntuales de los nodos que se encuentran ubicados estratégicamente al interior del mismo, por último el sistema implementado permite la visualización en tiempo real del estado de las variables medidas y estimadas dentro del cultivo por medio de Planteamiento del problema Durante la producción de setas comestibles se hace necesario brindarles a estas las condiciones requeridas Trabajos de grado para su desarrollo. Debido a sus características biológicas, las cuales le impiden al hongo generar su propio alimento, y a la necesidad de que se generen condiciones climáticas especiales en cada etapa del cultivo, es válido garantizar las condiciones ambientales que precisa el hongo para su desarrollo. El poder garantizarlas nos genera el problema de tener una supervisión las 24 horas del día, durante todo el ciclo productivo, desde su siembra hasta el momento de la cosecha. Resultados y conclusiones La cantidad de nodos a utilizar y la distancia entre estos está determinada por el área del cultivo, la cual para este sistema no es aconsejable que sea mayor de 90 debido a que excede el rango de cobertura de los nodos utilizados, para un área mayor se deben emplear protocolos de enrutamiento y/o motes con un rango de cobertura mayor. La utilización de Kriging como método geoestadístico de estimación de las zonas de humedad y temperatura para este proyecto le brinda la posibilidad al sistema de ser aplicable a otro tipo de cultivos, esto debido a que el algoritmo de estimación se basa en las medidas puntuales entregadas por los nodos que se encuentran ubicados estratégicamente dentro del cultivo. Palabras clave: Redes de sensores inalámbricas, agricultura de precisión, algoritmos de estimación. Figura: Sistema de monitoreo de humedad y temperatura durante el cultivo del champiñón. Nodos Sensores. B) Nodo coordinador y dispositivo de usuario. C) Resultado de la estimación de las zonas de humedad y temperatura. 126