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ISSN / EISSN : 01226517 / 23824700
Current Publisher: Corporation Universidad de la Costa, CUC (10.17981)
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Gilma Rocio Peña-Meneses, Rafael Guillermo García-Cáceres
INGE CUC, Volume 15, pp 168-183; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.15

Abstract:Introducción: La globalización ha sido un aspecto principal para el desarrollo del paradigma de la Cadena de Abastecimiento (CA), la cual busca minimizar los costos de producción, y maximizar la oferta de bienes con ventajas competitivas, en términos de economías de escala y mano de obra. La industria automotriz es objeto de estudio permanente, debido al contexto competitivo de la industria en crecimiento en el tiempo, por diversos factores incluyendo: el impacto ambiental, la movilidad, la personalización, el incremento de competencia directa e indirecta, los cambios sociales y el manejo del riesgo. Objetivo: El presente artículo busca destacar la importancia y caracterizar la CA del sector automotriz de un país en desarrollo como es el caso de Colombia. Metodología: El estudio se realizó a través de una metodología compuesta de los siguientes pasos: Paso 0. Proporcionar el contexto económico y social a nivel global y doméstico de la CA; Paso 1. Identificar las etapas, escalones y enlaces de la CA; Paso 2. Describir el valor agregado de los agentes y componentes de la CA; Paso 3. Describir las especificidades del desempeño de la CA; y Paso 4. Diagnóstico y conclusiones sobre la condición de la CA. Resultados: El sector automotriz y de motos constituyen el 4 % de la producción bruta industrial colombiana y la ciudad capital es el principal contribuyente a la generación de empleo a nivel nacional, además de concentrarse en tres grandes ejes: ensamble de vehículos, producción de autopartes y ensamble de motocicletas. Conclusiones: Se evidencian dos cadenas importantes para el sector automoriz; la importación de vehículos terminados (ensamble fuera de Colombia) y automotores ensamblados dentro del país. Y para Colombia el principal reto de la distribución de las marcas de importados es el soporte de producto, servicio postventa y repuestos en toda la geografía nacional.
Jorge Duarte-Forero, Kevin Berrio-Orozco, Ariel Guzmán-Fruto
INGE CUC, Volume 15, pp 155-167; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.14

Abstract:Introducción: Dado el potencial investigativo que presentan actualmente los motores de combustión interna, una caracterización completa de sus condiciones de operación requiere tener en cuenta la variedad de los sensores utilizados para medir las magnitudes físicas, los múltiples dispositivos electrónicos usados para el acondicionamiento de señales y los estándares que denominan la sintaxis y sincronización de la comunicación. Por esta razón, se hace necesario el desarrollo de software como elemento de enlace del sistema de instrumentación, para proporcionar la visualización en tiempo real y almacenamiento de la información. Objetivo: En este estudio se busca implementar una metodología para la selección y ajuste del sistema de adquisición de datos para un banco de prueba de motores Diesel, al igual que un software desarrollado para la visualización de las variables medidas por los instrumentos. Metodología: Se realizó la selección de los instrumentos de medida empleados en el banco de pruebas, al igual que el diseño de los sistemas de acondicionamiento requeridos para cada instrumento, seguido de una puesta a punto y calibración. Paralelo a lo anterior, se elaboró un software interactivo en una plataforma de adquisición de datos para la visualización de los resultados obtenidos. Resultados: Los resultados indican que la curva de calibración desarrollada produce un ajuste considerable al comportamiento de todos los datos, y mediante análisis de residuos se verifico que el modelo lineal determinado era el adecuado para describir el comportamiento de los sensores empleados. Conclusiones: Se evidenció que 2 de los 7 sensores tenían valores de incertidumbre menores a la unidad de medida, lo que garantiza desviaciones pequeñas o prácticamente despreciables respecto al valor nominal. De los 7 tipos de instrumentos de medida implementados, el sensor correspondiente al régimen de giro presentó el valor más alto de incertidumbre; no obstante, este valor se ajusta a los errores permitidos en las mediciones de RPM que oscila un 5 % su valor nominal.
Edxon Stiven Meneses Chacón, Julián Ernesto Jaramillo-Ibarra, Elisabet Mas De Les Valls
INGE CUC, Volume 15, pp 133-141; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.12

Abstract:Introduction: Panela is a product derived from sugar cane that is prepared using a traditional burner designed especially for this purpose. According to studies found in the literature, it was identified that the thermal efficiency of panela burners is 30% on average. Objective: The objective of this investigation is to contribute to the search for new alternatives for the improvement of the low efficiency present on these systems, mainly affecting the flue gases duct. Methodology: The development of this study is as follows: first, a research of the radiation and optical thickness effect in a simplified furnace is carried out. Afterward, a series of simulations with modifications in the design of the flue gas duct for a real size furnace are analyzed. Results: The results showed that the radiation effect must be considered and, even though the optical thickness is low, it has a relevant impact in the heat transfer process due to the high temperatures in the furnace. A chaotic movement of the gases implied more heat transferred to the heaters and high values of Nusselt with the addition of new elements in the duct were obtained. Conclusions: Arrangement 1, provides the best results with a Nusselt and thermal efficiency increase. No significant differences between the DOM and the P-1 radiation were found.
Pedro Julián García-Guarín, Julián Cantor-López, Camilo Cortés-Guerrero, María Alejandra Guzmán-Pardo, Sergio Rivera
INGE CUC, Volume 15, pp 142-154; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.13

Abstract:Introducción: Las redes eléctricas tradicionales están migrando a nuevas configuraciones de redes inteligentes, que traen retos operacionales y de planeación. Con miras a avanzar en estos retos se propone resolver un problema de optimización usando programación en elementos de redes distribuidas inteligentes. Objetivo: El problema de optimización consiste en administrar el despacho energético de una red inteligente para optimizar los recursos disponibles, considerando la incertidumbre de energías renovables, viajes planeados de vehículos eléctricos, el pronóstico de carga y los precios del mercado. Metodología: Se propuso utilizar un ensamble entre dos métodos heurísticos. El algoritmo VNS (Variable Neighborhood Search) y el DEEPSO (Differential Evolutionary Particle Swarm). Resultados: El algoritmo VNS-DEEPSO fue evaluado en una competencia de “Smart Grids” con otros algoritmos con un valor de 18.21, siendo 7 % mejor que el segundo algoritmo clasificado en la competencia. Conclusiones: El algoritmo VNS-DEEPSO fue ganador entre 9 algoritmos metaheurísticos que solucionaron el problema, este problema tenía un mayor incremento de dificultad debida a la incertidumbre generada por factores ambientales, pronóstico de carga, viajes en vehículos eléctricos y el mercado de precios. Acorde a los resultados, el algoritmo VNS-DEEPSO demostró ser el más eficiente en minimizar los costos operacionales y maximizar los ingresos de la red inteligente.
Martha Lissette Sánchez Cruz, Luz Yolanda Morales
INGE CUC, Volume 15, pp 99-108; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.09

Abstract:Introduction: Due to its earthquake behavior, the use of bamboo for structural purposes has increased in the latest decades, mainly in South American countries, in which, their employment, has been standardized in the design bases. However, for the efficient use of bamboo as a construction material, it is necessary to consider that being a natural material, volumetric variations can occur, especially when the material is subjected to changes in moisture between the saturation point of the fibers and the equilibrium moisture. Objectives: The objective of this paper is to evaluate the influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms. Methodology: For the study, research is carried out with a quantitative approach. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength, according to the recommendations of the Colombian Technical Standards. Results: Results allow verifying that bamboo elements are susceptible to vary their strength and stiffness depending on the equilibrium moisture of the region to be considered in the structural design. Conclusions: The influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms was evaluated. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength. From the results, it is possible to verify that an increase in the moisture content reduces the mechanical strength of the material. The decrease in the values of maximum stress is more significant for moisture values between 12 % and the saturation point of the fibers and is accompanied by important dimensional changes that impair the mechanical performance of the material. The results show that above the point of saturation of the fibers the mechanical behavior of the culms is not modified.
Juan Pablo Orejuela Cabrera, Andrés Flórez González
INGE CUC, Volume 15, pp 109-122; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.10

Abstract:Introducción: En una línea de fabricación es muy importante que los tiempos de ciclo de las diferentes estaciones estén balanceados y que sean bajos, ya que esto permite disminuir los inventarios de producto en proceso, sin embargo, hacer esto conlleva a aumentar el número de estaciones, lo que no es favorable ya que eleva los costos fijos asociados a las estaciones, en tal sentido es necesario definir estrategias que permitan lograr un equilibrio entre estos requerimientos. Objetivo: En este artículo se propone la formulación de un modelo para el balanceo de línea, utilizando la técnica de programación multiobjetivo por metas, aplicada a la industria farmacéutica con el fin de minimizar el número de estaciones, minimizar el tiempo de ciclo y el inventario en proceso. Metodología: Se emplea la programación por metas para abordar un modelo de balance de línea, que considera al mismo tiempo la asignación de múltiples estaciones una operación y la asignación de múltiples operaciones a una estación. Resultados: Se logra una reducción significativa del tiempo ciclo y del tiempo ocioso a costos mínimos, además se presenta una comparación entre el modelo determinístico y estocástico. Conclusiones: A través de esta implementación del modelo en LINGO, se validó el cumplimiento de las restricciones planteadas, la precedencia de las operaciones y el buen funcionamiento del modelo mediante las soluciones óptimas obtenidas. La simulación, es una herramienta que permite ilustrar la complejidad de las operaciones del sistema de producción, las cuales requieren como en nuestro caso de una modelación más ajustada a la realidad para comprender el comportamiento del proceso y evaluar diferentes estrategias
Fredy Hoyos Velasco, John E. Candelo, Hector J. Chavarria
INGE CUC, Volume 15, pp 123-132; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.11

Abstract:Introducción: La aeroponía permite la posibilidad de cultivar plantas, en lugares donde la agricultura convencional de campo abierto es difícil. El uso de la tecnología permite mejorar la eficiencia de los procesos, aunque se requiere incorporar algunas mejoras y soluciones en los sistemas de suministro energético y control del riego. Objetivo: Implementar una fuente autónoma de suministro energético y un sistema de control del riego para la producción de alimentos libres de pesticidas. Metodología: El sistema autónomo se diseñó utilizando la herramienta Matlab-Simulink-MPLAB, para desarrollar el modelo de control y aplicarlo al cultivo. Además, se programó un dsPIC para los algoritmos de control del ciclo de riego utilizando bloques Matlab-Simulink. Resultados: Los resultados muestran que el ciclo de riego y el suministro de energía, ayudan a mantener plantas uniformes en el cultivo durante el periodo de las pruebas, lo que permite a su vez incorporar mejoras en el desarrollo de los cultivos aeropónicos. Conclusiones: Cultivar de manera aeropónica reduce el uso de pesticidas, espacio, agua y nutrientes. La automatización en los sistemas de irrigación y de suministro de potencia, permite lograr un buen crecimiento en el cilantro, lo cual se puede evidenciar mediante el incremento en los niveles de peso y volumen, registrados en las mediciones de las plantas de prueba.
Faustino Moreno Gamboa, Elkin Gregorio Floréz Serrano, Gonzalo Guillermo Moreno Conteras
INGE CUC, Volume 15, pp 89-98; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.08

Abstract:Introducción: En la actualidad existe un gran interés en la reducción en el uso de combustibles fósiles por la variación de los precios y los fuertes controles normativos, por lo cual se buscan métodos para disminuir el consumo de combustible en los motores de combustión interna, tales como el suministro de productos de la hidrólisis del agua en la admisión del motor. Objetivo: El objetivo del este trabajo es presentar los resultados de una metodología experimental aplicada para estimar el desempeño mecánico y ambiental de un vehículo alimentado con gasolina y gas natural, específicamente cuando al motor se le suministran productos resultantes de la hidrólisis del agua. Metodología: Para el suministro de dichos productos al vehículo se le instalo un dispositivo hidrólisis externo, y el vehículo fue instrumentado con una quinta rueda, sensores de temperatura y velocidad de revoluciones del motor, para realizar pruebas de aceleración en una carretera plana y una carretera con pendiente longitudinal. Adicionalmente, se realizaron pruebas de torque y potencia con dinamómetro de chasis y pruebas de emisiones contaminantes y de consumo de combustible. Las pruebas fueron realizadas en las afueras de la ciudad de Bogotá DC - Colombia, ubicada a 2650 m sobre el nivel del mar. Resultados: Los resultados muestran que los productos de la hidrólisis no mejoran el desempeño mecánico del vehículo, ya que aumentan el tiempo para llegada a las velocidades definidas en las pruebas de aceleración hasta en un 18% en el motor con gasolina y 7% en el motor con gas natural, mientras que el torque y la potencia del motor se incrementa alrededor del 1%. Por otro lado, los resultados de las pruebas de emisiones contaminantes indican que el consumo de combustible se reduce aproximadamente en un 7%. Conclusiones: Los resultados indican que el desempeño del vehículo no mejora, aunque el consumo de combustible disminuye, el desempeño ambiental no disminuye.
Oscar Palacio León
INGE CUC, Volume 15, pp 45-62; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.05

Abstract:Introducción: La logística urbana es la encargada de planificar y gestionar los servicios de una ciudad, a fin de atraer inversiones y retener actividades productivas. En donde, las estrategias de negocio del tipo ganar-ganar, son uno de los tantos medios útiles con que cuenta la administración de la ciudad, para viabilizar la retención de empresas extendidas productivas y de servicio, que se pueden estructurar desde la gestión del inventario conjunto, siguiendo uno de tres enfoque de dirección, a saber: i) Agente generador de carga; ii) Agente regulador de carga; y iii) Agente generador de viajes. Objetivo: Diseñar una estrategia de administración del inventario conjunto en estado de incertidumbre y ambigüedad, con respecto al agente generador de viajes en la empresa extendida urbana de economía compartida. Metodología: El desarrollo de la investigación se llevó a cabo mediante la ejecución de una estructura operacional de análisis de eficiencia técnico-económica y financiera, con la que se llevó a cabo el diseño de la estrategia de administración del inventario conjunto en condiciones de incertidumbre y ambigüedad, a fin de identificar los aspectos en que influye el agente generador de viajes en la empresa extendida urbana de economía compartida. Resultados: Con el análisis de la eficiencia técnico-económica y financiera obtenida se demuestra que, una forma de gestionar el inventario conjunto en estado de incertidumbre y ambigüedad, es el cálculo centrado en la econometría con aplicación en los juegos de transferencia de utilidad, basando su viabilidad, elegibilidad y prioridad en las matemáticas financieras borrosas. Conclusiones: Por lo general, la gestión del inventario conjunto se da en el marco de la negociación concretada, entre los Agentes Generadores tanto de Carga como de Viajes, a fin de balancear en equidad las Estrategias contrapuestas Push y Pull, en que soportan su integración como empresa extendida urbana.
Eduardo Avendaño Fernandez, Jhon James Granada Torres, Ana María Cardenas Soto, Neil Guerrero Gonzalez
INGE CUC, Volume 15, pp 77-88; doi:10.17981/ingecuc.15.1.2019.07

Abstract:Introducción: Se evalúa numéricamente el impacto del proceso de digitalización en el desempeño de un escenario basado en tecnología Radio-sobre-Fibra a frecuencia intermedia. Objetivo: Evaluar el impacto del proceso de digitalización, en el desempeño de escenario Radio-sobre-Fibra digitalizado a frecuencia intermedia (IF-DRoF). Metodología: Se evalúa el desempeño frente al error de un sistema IF-DRoF como función de la distancia del enlace y del número de bits de resolución del conversor Analógico-a-Digital (ADC), se compara los resultados con la arquitectura Radio-sobre-Fibra analógica (ARoF). El escenario DRoF introduce un ADC en el transmisor para digitalizar las señales y un conversor Digital-a-Analógico (DAC) en el receptor para reconstruirlas. El transmisor óptico usa un Láser Emisor de Cavidad Vertical modulado directamente (DM-VCSEL) de bajo costo. Resultados: El escenario IF-DRoF extiende la distancia de transmisión en 18 km (de 25 a 43 km), y 22 km (de 25 a 47 km) usando un ADC con resolución de 4 y 8 bits, respectivamente cuando se compara con ARoF. Además, para una tasa de bit errado (BER) igual a 10-9, el sistema IFDRoF incrementa el rango en 7 km, y la tasa de bit escala como el producto número de bits de resolución del ADC × tasa de muestreo (hasta 8 × 1.25 Gb/s = 10 Gb/s). El nivel de sensitividad medido en el receptor fue de -21 dBm para un alcance máximo de 42 km a un nivel de BER de [email protected] bits de resolución. Conclusiones: El sistema IF-DRoF comprende una solución flexible de bajo costo, que extiende la distancia de transmisión y escala la tasa de bit con el producto n bits × frecuencia muestreo comparando con el sistema RoF analógico. Se demuestra que el rango dinámico es independiente de la distancia de transmisión excepto cuando el nivel de señal cae por debajo de la sensitividad del fotodetector del enlace óptico.