vol. 10 núm. 1 (2022): enero-junio

Objetivo: Presentar el diseño de una red neuronal profunda (DNN) enfocada a predecir patrones de deserción estudiantil en la Universidad UPTC de Colombia. Metodología: Aplicamos algoritmos especializados de inteligencia artificial (IA) para la implementación de la DNN específicamente utilizando una máquina de aprendizaje para tareas de clasificación y agrupación. Adicionalmente, se estructuró un dataset que contiene 17 atributos de 3000 estudiantes académicamente activos; el conjunto de datos ha sido preparado para ser entrenado como una entrada a la red neuronal. Resultados: En la investigación se analiza un modelo predictivo entrenado a través de la DNN validado por varias métricas de calidad que demuestran la confiabilidad y precisión de los resultados logrados a través del modelo. Conclusiones: Hemos centrado nuestro estudio en la aplicación de la arquitectura de redes neuronales para abordar este problema de abandono. Nuestro modelo logra no solo una alta precisión, sino también una baja tasa de falsos negativos mientras predice abandonos en el conjunto de datos recopilados.

Objetivo:  Identificar las barreras en la gestión de la cadena de suministro verde en las organizaciones. Metodología: Se sistematizó un esquema de investigación que incluyó una ecuación de búsqueda y criterios de exclusión. Se usó la base de datos de SCIENCE DIRECT donde se encontraron 1052 artículos de los cuales se seleccionaron 27 artículos de investigación luego de aplicar los criterios de exclusión y realizar el proceso de revisión y selección de éstos. Resultados: Se caracterizaron 57 barreras que se presentan en las distintas industrias y organizaciones al momento de implementar la gestión de la cadena de suministro verde, las cuales fueron clasificadas en 8 categorías: financieras, administrativas o gerenciales, de conocimiento, tecnología e innovación, proveedores y clientes, gubernamentales, legislativas y sociales e infraestructura; teniendo como principales barreras  y de mayor frecuencia la falta de compromiso por parte de la alta dirección, la brecha de información, la presión social insuficiente, legislación deficiente, costos y limitaciones financieras que impactan directamente la gestión de la cadena de suministro verde. Conclusiones: A partir de los resultados de la investigación se concluye que existen múltiples barreras para implementar prácticas sostenibles en la cadena de suministro, las cuales indican el complejo camino hacia la sostenibilidad y que requiere del esfuerzo y participación de todos los actores que intervienen en la cadena de suministro de manera directa e indirecta, además de actores externos a las organizaciones como son los gobiernos. Así mismo, con esta investigación, se contribuye en disminuir la incertidumbre en el proceso de aplicación de prácticas sustentables.

Objetivo: En esta investigación, se diseñó y simuló un trineo de carga para equipos e insumos en el sector petróleo y gas. Metodología: Inicialmente, se definió la geometría del trineo con base a las restricciones establecidas, en la cual se evaluaron la magnitud y el lugar de aplicación de las fuerzas en condiciones de servicio. Posteriormente, mediante el método de Pugsley se halló el factor de seguridad, con el propósito de evitar falla de tipo estática como resultado de la aplicación de cargas. Se generó el modelo geométrico, la discretización y la simulación bajo cargas estimadas empleando el método de elementos finitos, y los recursos computacionales de softwares CAD/CAE. Resultados: Finalmente, se representaron los resultados del análisis por medio de trazados de esfuerzo, deformación y factor de seguridad, comparando con el método de Pugsley para así definir la carga que debe transportar la estructura. Conclusiones:  Se definió 2000Kgf como carga máxima, ya que garantiza la seguridad de uso del trineo.

Objetivo: Implementar un sistema de monitoreo y control con tecnología IoT para determinar el comportamiento de las variables ambientales en la avicultura. Metodología: El proyecto de investigación es de nivel comprensivo, formalmente experimental y de tipo explicativa de campo, consiste en la implementación de una red inalámbrica de gran alcance basado con tecnología LoRa para Internet de las cosas (IoT), se realiza el estudio de las variables físicas que influyen en la cría y producción en una granja experimental con dispositivos de bajo consumo de energía y asequible por medio de puerta de enlace que envía los datos a la nube mediante el protocolo de transporte para el encolamiento de mensajes (MQTT), dichos datos son procesados por el microcontrolador que los captura, envía y procesa con la ayuda de una estación de radio terminal y los envía en tiempo real. Se establecen cinco fases: la identificación de las variables del entorno, diseño de la red, la programación, la prueba del sistema y análisis y resultados.  Resultados: Finalmente se realiza un análisis de la datos de cómo las condiciones físicas y ambientales pueden afectar el proceso de  la cría de aves en un ambiente confinado. Conclusiones: El proceso de la integración de dispositivos y sensores con tecnologías emergentes facilitan el proceso de automatización avícola para registrar y visualizar el comportamiento de las condiciones ambientales y permite centralizar la información con supervisión remota abaratando los costos de mantenimiento y supervisión de la salud de los animales, situación que a futuro permitirá la tecnificación de las granjas avícolas.  

Objetivo: Proponer un modelo de medición dentro de una arquitectura IoT, con el fin de establecer qué características de calidad son las más convenientes y necesarias para la red de objetos tomando como referencia el modelo jerárquico ISO/IEC 25000 de calidad del software. Metodología: Para el diseño del modelo se realizó una revisión sistemática de literatura que permitió obtener evidencias desde artículos científicos almacenados en repositorios digitales para poder cuantificar los atributos de calidad y determinar las métricas ideales. Como punto de partida se realizaron una serie de preguntas de investigación y una encuesta a un grupo de expertos con conocimiento en IoT para determinar que características y subcaracterísticas de calidad cumplen con los requisitos necesarios. Resultados: Se evidencio que los resultados y resolución de preguntas de investigación planteadas al igual que la encuesta realizada por el grupo de expertos para la validación del modelo responden a los criterios necesarios para un modelo de calidad. Además, con la finalidad de facilitar el entendimiento del modelo que aquí se propone, se realiza una representación gráfica por medio de esquemas preconceptuales. Conclusiones: Por ultimo, este modelo incluye métricas externas para medir atributos de características de calidad en cualquier área del IoT.

Objetivo: Evaluar la tasa de transferencia de oxígeno disuelto (OD), en un aireador de superficie de baja velocidad (Low Speed Surface Aerator – LSSA), variando la potencia; y proponer una modificación geométrica de los impulsores, para mejorar la eficiencia de aireación estándar (Standar Aeration Efficiency - SAE). Metodología: Se modeló un LSSA a través de software CAD, y se construyeron 3 prototipos de LSSA, mediante un proceso de impresión 3D, modificando la geometría original del impulsor. Luego se realizaron ensayos a escala piloto, usando los LSSA acoplados a un motorreductor capaz de generar 210 RPM. Finalmente, se determinaron los coeficientes de transferencia de oxígeno, y la eficiencia de aireación en el agua, de los LSSA, por medio de un modelo matemático. Resultados: A partir de las proyecciones obtenidas, se estableció que la modificación geométrica propuesta, incrementa la SAE en un 20.3% y 29.8% para potencias de 1 y 2 vatios (W), respectivamente; manteniendo casi constante la tasa de transferencia estándar de oxígeno (Standar Oxygen Transfer Rate - SOTR); además, la forma geométrica y disposición de los impulsores propuesta, parece favorecer el tiempo de contacto entre la fase gaseosa (aire) y la fase liquida (agua), mejorando el tiempo de permanencia de las burbujas atrapadas, evidencia representada en los coeficientes kLa (h-1). Conclusiones: De acuerdo con los resultados, se puede inferir que estos aireadores de tipo LSSA, pueden ser optimizados con un diseño más eficiente, permitiendo reducir el consumo energético asociado a su funcionamiento, sin penalizar la transferencia de OD.

Objetivo: Proponer el análisis y monitoreo de un proceso químico sostenido en los principios teóricos de un método factorial catalogado como análisis de componentes principales (PCA), cuyo objetivo final es representar las variables originales del sistema. Metodología: Metodológicamente, los datos se analizaron en un espacio dimensional más compacto, bajo la hipótesis de la normalidad multivariada. Una gráfica de control basada en los cuadrados de predicción de error se construye en la fase posterior para monitorear el comportamiento de las variables sucesoras una vez que se ha aplicado el ACP. Resultados: Los resultados de los gráficos de control univariados construidos a partir de las puntuaciones t de los componentes individuales, en los que se exhibe el comportamiento de las variables que contribuyen a la generación de señales de alarma, se pueden utilizar como base para el análisis auxiliar basado en los resultados proporcionados por los gráficos de control univariados. Conclusiones: Los resultados obtenidos corroboran que los tres componentes retenidos explican una fracción mayoritaria de la variabilidad original de la nube de datos y que la gráfica de control construida a partir de las subdimensiones registra la existencia de valores atípicos o extremos.

Objetivo: El objetivo principal de este trabajo fue determinar las propiedades físico-mecánicas del Bloque de Arena Comprimida (BTC) impermeabilizado de 15×10×30 cm con dos orificios de 7 cm de diámetro, con reciclaje de asfalto triturado. Metodología: El diseño de mezclas de la materia prima se llevó acabo con adición de 3 diferentes porcentajes del reciclado de asfalto triturado (3, 6 y 9%), teniendo en cuenta los parámetros de la norma NTC-5324, para la caracterización de las propiedades físico-mecánicas. De esta manera, los bloques fueron sometidos a ensayos de absorción, capacidad de carga, y de durabilidad y erosión. Resultados y conclusiones: Los resultados demostraron que los bloques de arena comprimida son alternativas sostenibles, con propiedades mejoradas mediante la adición de materiales reciclados (asfalto triturado), disminuyendo de esta manera la vulnerabilidad de los bloques ante los cambios de humedad en regiones donde se requiere que los bloques de mampostería para la construcción sean adecuados para este tipo de ambientes.

Objective: This paper presents a detailed selection of IoT technologies for the design of an ambient humidity monitoring infrastructure to control crop irrigation. Methodology: The prototype design was supported by previous studies carried out by the authors and tests in 2019 at Finca el Porvenir in Cundinamarca, Colombia, in order to determine the best option to implement in the field through the use of Python software, and elements such as Raspberry Pi and the TTGO development board. Results: To determine the functionality of the software and hardware of the system, different static tests of the prototype were carried out by monitoring humidity and ambient temperature by means of the DHT22 sensor, whose information is sent from a transmitter node to a receiver node in a concentrator to later save the information in a database and, finally, to obtain graphs of the behavior of the relative humidity, temperature, and the actuation of the control element (solenoid valve). Conclusions: With this information it is possible to demonstrate the effectiveness of the prototype, the possibility of remote connection with the LoRa protocol and the handling and management of information from different crop areas through the GUI on the Raspberry Pi, generating a low-cost solution for access by small and medium producers in rural areas in Colombia.

Objetivo: Realizar un diagnóstico ambiental del complejo cenagoso de Santiago Apóstol CCSA, incluyendo el Arroyo Grande de Corozal, situado en el departamento de Sucre, determinando las principales presiones antropogénicas que impactan la calidad del recurso hídrico y del ecosistema. Metodología: Se realizó un análisis de las características del  complejo y se evaluó la percepción de las comunidades aledañas. Además, se evaluaron parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, y se aplicó la metodología IMPRESS para identificar las presiones e impacto en estos cuerpos de agua. Resultados: Se identificaron vertimientos relacionados principalmente a actividades pecuarias y agroindustriales, así como de aguas de origen doméstico. La falta de plantas de tratamiento de agua tiene un impacto sobre el CCSA y esto se refleja en la alta presencia de coliformes totales, DBO y solidos disueltos, principalmente en el AGC. Además, la población percibe estos cuerpos de agua como un bien de alto valor, pero consideran que no ejercen un impacto. Los impactos y la definición del riesgo de las presiones a los cuerpos de agua de interés arrojaron como principales presiones a las fuentes puntuales, alteraciones morfológicas y uso del suelo, teniendo un impacto comprobado y que representan un riesgo alto. Conclusiones: El manejo de los recursos hídricos, la implementación de plantas de tratamiento y el uso de alternativas biotecnológicas como la ficorremediación serían de suma importancia disminuir los factores de contaminación y preservar el CCSA. Además, es necesidad de fomentar una cultura y conciencia de conservación y protección de estos cuerpos de agua.

Objetivo: Evaluar las diferentes dimensiones de calidad de la producción de una empresa de pastas comestibles. Método: La investigación fue de corte evaluativa con aplicación de los conceptos y teorías relacionadas de Seis Sigma, se consideraron 12 periodos de estudios, al proceso productivo se le aplicaron las métricas de seis sigma asociadas a los defectos en partes por millón (DPMO), rendimiento y el nivel sigma Z. Resultados: Los resultados de esta investigación permitieron valorar el desempeño de las etapas productivas del proceso obteniéndose un promedio global de los 12 periodos del rendimiento Y de 96,89 % y un nivel sigma promedio Z de las etapas del proceso de 3,67  Discusión: Lo que evidencia que el sistema productivos analizado posee un buen desempeño y los criterios de calidad del proceso productivo cumplen con las exigencias de control del sistema productivo de pastas comestible para los clientes Conclusiones: Como contribución única se aporta un método estructurado que permite evaluar un sistema productivo de alimentos de forma  global y puntual por medio de las métricas de seis sigma.

Objetivo: Mostrar los resultados obtenidos de las pruebas de espectroscopia de impedancias realizadas a recubrimientos FBE[1] y líquidos utilizados en tuberías recubiertas internamente que transportan fluidos altamente corrosivos del sector petrolero. Metodología: El estudio fue realizado mediante pruebas de laboratorio con el equipo Gamry 3000 y equipo prototipo, efectuando la medición a probetas recubiertas con resina epóxica en polvo Resicoat HMH09QF y recubrimiento líquido SigmaShield 1200, que fueron sometidas a procesos de soldadura que generaron diferentes fallas como los son ampollas, grietas, fisuras y quemaduras que son el objeto de análisis y medición de impedancias para lograr una caracterización y determinación de valores que permitan clasificar estos problemas con el fin de minimizarlos y  corregirlos para evitar accidentes por fugas debido a fallas por procesos de alta corrosión en tuberías, mitigando el impacto ambiental. Resultados: Con los ensayos realizados a las probetas recubiertas se evidencio que las fallas en donde el recubrimiento se quema o se desprende de la tubería se presentan impedancias del orden de x104 y x105, para los casos de recubrimiento sin fallas las impedancias están en el orden de x109 y superiores, dejando las fallas intermedias como fisuras y ampollas en valores intermedios del orden de x108. Conclusión: El estudio permitió la caracterización de las diferentes fallas en los recubrimientos internos de tuberías que ocurren en los procesos de soldadura de las juntas, obteniendo valores de impedancia para cada una de las fallas que se pueden presentar y finalmente asociando unos rangos entre los que se caracterizan los diferentes problemas y fallas de los recubrimientos.    

Objetivo: Definir e implementar los componentes para el desarrollo de un motor de búsqueda de documentos judiciales. Metodología: La metodología consta de tres fases: a) Definición: Incluye una revisión del estado del arte de las tecnologías asociadas al proyecto. b) Desarrollo de prototipos: Aquí se desarrollan los diferentes módulos y componentes del sistema. c) Evaluación: enfocado a la usabilidad y satisfacción del usuario. Resultados: Se identificaron las características y elementos necesarios para el buscador. Para ello se realizó un Benchmarking sobre aspectos generales y componentes de los buscadores de jurisprudencia. Adicionalmente, se realizó una encuesta a 79 expertos legales. Finalmente, se realizó una prueba de uso. Conclusiones: Se diseñó un prototipo del buscador de acuerdo a las características declaradas por los usuarios. Este prototipo mostró una óptima usabilidad y navegación debido a que fue diseñado considerando las necesidades de jurisprudencia de usuarios reales. Sus interfaces son fáciles de entender y sus filtros hacen que el proceso de búsqueda sea más ágil y preciso. Finalmente, el motor de búsqueda desarrollado ofrece una buena experiencia a los usuarios.

El estudio buscó evaluar el movimiento del agua en suelos de ladera cultivados con aguacate Hass bajo la hipótesis que la pendiente impide que la zona no saturada, que cubre la profundidad efectiva de raíces, llegue a capacidad de campo (-30 KPa) ante un evento de precipitación y en épocas secas alcanza valores altos de potencial mátrico, afectando la disponibilidad hídrica para la planta.  Se simuló con Hydrus-1D eventos de secado y de humedecimiento del suelo por precipitación, a partir de datos de potencial mátrico tomados con sensores de matriz granular en tres fincas comerciales de aguacate Hass, ubicadas en Roldanillo (Laurentina), Restrepo (Ponceña) y Dagua (Olival). Se encontró que bajo los máximos eventos de precipitación en agosto de 2020, el potencial mátrico disminuye por efecto de la infiltración de agua en las tres fincas. En Laurentina, la disminución de este, alcanza los 100 cm, por debajo de -30 KPa, en Restrepo alcanza los 30 cm de profundidad con alrededor de -30 KPa y en Olival, llega hasta 75 cm, con cerca de -20 KPa. Para el evento de secado el potencial mátrico osciló entre -50 y -200 KPa. Los errores asociados de la simulación estuvieron entre 10 y 25 % con valores de R2 entre 0.8 y 0.9. Se encontró que la pendiente y la textura del suelo, influencian la distribución del agua en el suelo produciendo que a los 75 cm haya un incremento en la humedad sin existir ingreso de agua por la superficie del suelo.