Maestría en Ingeniería - Electrónica

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Ejecucion de sistema automatizado de manufactura ligera en corte y grabado de piezas acrilicas y metalicas como implementos para proyectos de la empresa signaletikka S.A.S
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Salguero Cruz, Fernando Andres; Bermeo Clavijo, Leonardo Enrique
El presente informe detalla la concepción, desarrollo e implementación de un proyecto de ingeniería de manufactura, ejecutado en la empresa , orientado a la resolución de deficiencias sistémicas en su cadena de valor productiva. El diagnóstico inicial reveló un estancamiento de los procesos de fabricación, manifestado en un cuello de botella operativo que limitaba el rendimiento del sistema, generando retrasos en los tiempos de entrega y una consecuente insatisfacción de los clientes. Para mitigar esta problemática, se ejecutó la integración de una celda de manufactura flexible basada en tecnología de Control Numérico Computarizado (CNC) para el mecanizado de alta precisión de láminas acrílicas. La metodología del proyecto abarcó un análisis de viabilidad técnico-económica, una fase de ingeniería de detalle en estricto cumplimiento con el marco normativo colombiano (SST y RETIE) , el desarrollo de una biblioteca de programas de mecanizado parametrizados, y la ejecución de un programa de transferencia de conocimiento técnico al personal operativo. Se concluye que la implementación de esta solución tecnológica no solo resuelve la restricción productiva, sino que dota a la empresa de la capacidad técnica necesaria para explorar nuevos nichos de mercado, mejorando su posicionamiento competitivo. (Texto tomado de la fuente)
Proceso y caracterización de tecnología CMP aplicada a obleas de óxido de silicio y nitruro de silicio
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Díaz Palacios, Valentina María; Pastor Abellán, Daniel; Varón Durán, Gloria Margarita; Díaz palacios, Valentina María [0009000681302562]; Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y Telecomunicaciones (Cmun); Instituto Universitario de Telecomunicación y Aplicaciones Multimedia (ITEAM)
Este trabajo de fin de máster presenta un estudio sobre el proceso de Pulido Químico-Mecánico (CMP, por sus siglas en inglés) aplicado a obleas de óxido de silicio y nitruro de silicio. El objetivo principal del estudio fue desarrollar y caracterizar procesos de planarización y pulido utilizando la tecnología de CMP, evaluando el impacto de los parámetros del proceso sobre la uniformidad, rugosidad y tasa de pulido de las obleas. En el documento se exponen los fundamentos del CMP, destacando su importancia en la fabricación de dispositivos semiconductores y circuitos integrados fotónicos (PIC), donde se menciona la necesidad de obtener superficies altamente planas y libres de defectos para asegurar la calidad y el rendimiento de los dispositivos. Se desarrolló un trabajo experimental utilizando la herramienta Alpsitec CMP E460, la cual permitió realizar los pulidos sobre las obleas y la configuración de las recetas del proceso. Se presentan los resultados obtenidos, los cuales mostraron las diferentes configuraciones de parámetros probadas y su interacción en el proceso. También se presentaron mapas de distribución de espesores y mediciones de rugosidad, que permitieron evaluar la calidad de las superficies pulidas, destacando sus aspectos más importantes. Finalmente, se exponen las conclusiones derivadas del desarrollo de esta investigación. El presente trabajo se desarrolla en el marco de un programa de doble titulación entre la Universidad Nacional de Colombia y la Universitat Politècnica de València, debido al interés existente por la investigación del proceso de CMP tanto en el grupo de investigación en Electrónica de Altas Frecuencias y Telecomunicaciones (CMUN), perteneciente a la Universidad Nacional de Colombia, como en la línea piloto de microfabricación de la UPVfab, adscrita al Instituto Universitario de Telecomunicación y Aplicaciones Multimedia (ITEAM) de la Universitat Politècnica de València. (Texto tomado de la fuente)
Contribución del análisis espectral empleando técnicas de inteligencia artificial a la detección temprana del tizón tardío en cultivos de papa Diacol Capiro
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Niño Pacheco, Wolffang David; Prieto Ortiz, Flavio Augusto; Niño Pacheco, Wolffang David [0000154848]; Niño Pacheco, Wolffang David [0000000234968357]; Wolffang Niño [Wolffang-Nino]; Grupo de Automática de la Universidad Nacional Gaunal
La detección temprana del tizón tardío (Phytophthora infestans) es fundamental como estrategia de intervención antes de que aparezcan síntomas visibles. En este trabajo se propone y valida un esquema integral para identificar estadios presintomáticos de la enfermedad en la variedad de papa Diacol Capiro mediante imágenes hiperespectrales en el rango VNIR (Specim FX10e, 400–1000 nm). La metodología abarcó desde correcciones radiométricas y segmentación de vegetación hasta la extracción de patrones y el preprocesamiento espectral mediante el filtro de Savitzky-Golay y la transformación de variable normal estándar (SNV). Se evaluaron clasificadores de aprendizaje automático y profundo (redes densas y convolucionales), integrando estrategias de selección de bandas para reducir la dimensionalidad espectral. En condiciones de laboratorio, los modelos de clasificación alcanzaron exactitudes de hasta 0.951, mientras que en campo, el mejor desempeño con banda completa logró una exactitud de 0.930. Asimismo, la reducción espectral mantuvo altos rendimientos (exactitudes entre 0.90 y 0.95) en configuraciones computacionales más eficientes. Las longitudes de onda más informativas se concentraron en el visible (520–550; 640–690 nm), en el borde rojo (700–760 nm) y en el infrarrojo cercano (750–900; 930–970 nm). Finalmente, se observó una ventana de detección presintomática de 12—24 h. en el laboratorio y de 2–3 días en campo, lo que respalda el uso de modelos compactos y de regiones espectrales clave para el soporte a las decisiones de manejo agronómico. (Texto tomado de la fuente)
Diseño de un sistema de seguimiento solar de dos ejes para la optimización energética de paneles fotovoltaicos
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Vargas Molina, Cesar Andres; Rivera Rodriguez, Sergio Raúl
Este trabajo desarrolla el diseño y modelado en simulación de un sistema de seguimiento solar de doble eje orientado a optimizar la captación energética de un panel fotovoltaico mediante tecnologías accesibles y criterios técnicos verificables. La propuesta integra un modelo mecánico con dos grados de libertad implementado en Simscape Multibody, una estrategia de referencias basada en geometría solar que genera trayectorias suaves para el azimut del poste y la inclinación del panel a partir de variables temporales y de ubicación, y un modelo energético que estima la irradiancia sobre el plano del panel y la potencia fotovoltaica instantánea a partir de componentes directa, difusa y reflejada. La metodología comprende una fase de especificación y selección de arquitectura, seguida del modelado cinemático y la calibración geométrica para asegurar consistencia entre las coordenadas mecánicas y las variables ópticas. Posteriormente, se realiza una validación comparativa frente a una configuración fija de referencia, cuantificando la energía diaria y anual captada en condiciones controladas. Adicionalmente, se estima la energía requerida por el accionamiento a partir de potencia mecánica e integración temporal, con el fin de construir un balance energético neto. Los resultados muestran un incremento consistente de energía captada con el seguimiento frente al caso fijo, así como un consumo de accionamiento reducido debido a la suavidad de las referencias y a velocidades angulares moderadas dentro del modelo. Finalmente, se incorpora un apartado de componentes, criterios de selección y costos que traduce el diseño simulado a una implementación física plausible, dejando una base replicable para futuras extensiones con pérdidas eléctricas, cargas ambientales y validación experimental. (Texto tomado de la fuente)
Recuperación de fase de campo electromagnético con base en mediciones de solo magnitud
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Cruz Mejía, Daniel Andrés; Araque Quijano, Javier Leonardo; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002161874
El presente documento presenta el trabajo correspondiente a la tesis de maestría en Ingeniería Electrónica relativa al desarrollo de un sistema de recuperación de fase de campo electromagnético en escenarios de medición de solo magnitud. El sistema desarrollado aplica un algoritmo de recuperación interferométrico, el cual aprovecha la independencia espacial de la interferometría en la simplificación del problema de recuperación de fase (PR). Lo que reduce el problema de PR a un problema algebraico basado en las relaciones geométricas que se establecen entre el campo interferido y las señales que lo conforman bajo su representación fasorial. Este algoritmo fue validado mediante una serie de pruebas numéricas y experimentales, en las que a su vez se probó la utilidad del sistema desarrollado. Los resultados de las pruebas numéricas evidencian una concordancia excepcional bajo condiciones óptimas de aplicación con independencia de la frecuencia, mientras que los resultados experimentales son buenos a 2.45 GHz y 4.45 GHz, en el primer caso con niveles de error por debajo del 8.3 %, y con un tope del 20.84 % para el segundo. Niveles de error que se consideran relativamente aceptables bajo la consideración de los bajos niveles de magnitud de las señales medidas y la posible influencia de ruido indeseado cercano a las bandas de frecuencia de trabajo empleadas. (Texto tomado de la fuente)
Optimización distribucionalmente robusta para la gestión energética de microrredes en red
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-02) Linares Rugeles, Sebastián; Mojica Nava, Eduardo Alirio; Linares Rugeles, Sebastian [0002153839]; Linares Rugeles, Sebastian [HjHMi2kAAAAJ]; Linares Rugeles, Sebastian [0009000793764569]; [Sebastian-Linares-Rugeles]; Programa de Investigacion sobre Adquisicion y Analisis de Señales Paas-Un
En este trabajo se desarrolla un esquema integral de programación de despacho de potencia y reserva y gestión óptima de la energía para microrredes operando en modo isla, así como su extensión distribuida para sistemas de múltiples microrredes autónomas interconectadas bajo un marco de Energía Transactiva, totalmente aisladas de un sistema de potencia principal. Se presenta un modelo unificado que integra generación despachable, almacenamiento en baterías y generación renovable variable. La coordinación energética se formula como un problema global separable mediante ADMM, permitiendo una implementación completamente distribuida sin coordinador central y preservando la privacidad de cada agente. El marco metodológico incorpora y compara distintas técnicas de optimización basadas en datos, Optimización Determinística, Estocástica, Robusta y Distribucionalmente Robusta basada en la métrica de Wasserstein (DROW), dentro de un framework computacional unificado. Los resultados muestran que los enfoques probabilísticos reducen de manera consistente tanto el costo estimado como el costo realizado en operación respecto al modelo determinístico. En particular, la formulación DROW demostró mayor versatilidad para gestionar la incertidumbre en generación renovable y demanda, permitiendo controlar explícitamente el nivel de conservadurismo del despacho y reducir la brecha entre desempeño previsto y desempeño real mediante la calibración del radio de ambigüedad. El algoritmo distribuido basado en ADMM permitió implementar un mercado interno completamente descentralizado entre microrredes, donde el intercambio de información se limita a variables de consenso asociadas a potencias de intercambio y precios duales estimados. Los resultados evidencian que la operación interconectada de múltiples microrredes es significativamente más eficiente que la operación aislada individual, especialmente bajo alta penetración renovable, reduciendo tanto costos globales como locales mediante una asignación óptima de generación y reservas. Si bien el modelo eléctrico adoptado simplifica fenómenos como vertimientos y pérdidas el marco desarrollado establece una base metodológica y computacional robusta para el análisis de sistemas multimicrorred bajo incertidumbre. La implementación, materializada en una librería modular en Python, permite extensiones futuras hacia modelos eléctricos de mayor fidelidad, análisis costo-beneficio de interconexión, incorporación de medidas de riesgo y arquitecturas algorítmicas asincrónicas, contribuyendo al diseño de mercados energéticos descentralizados técnicamente viables y económicamente eficientes. (Texto tomado de la fuente)
Detección y clasificación de conflictos entre aeronaves no tripuladas (UAS) en entornos multi-USSP
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-07-09) Diaz Leon, Julio Sebastian; Balbastre Tejedor, Juan Vicente; Tibaduiza Burgos, Diego Alexander; Diaz Leon, Julio Sebastian [0002170951]; Diaz Leon, Julio Sebastian [120Z5xEAAAAJ#]; Díaz Leon, Julio Sebastian [0009000798436732]; Diaz Leon, Julio Sebastian [Julio-Diaz-Leon]; Air Navegation Systems; Diaz Leon, Julio Sebastian [60402700200]
El crecimiento sostenido de las operaciones con aeronaves no tripuladas (UAS) ha transformado la movilidad aérea, generando nuevos desafíos para la gestión del espacio aéreo, especialmente en entornos urbanos y rurales con múltiples proveedores de servicios U-space (USSP). La expansión de los UAS hacia sectores críticos como la agricultura, vigilancia y logística ha incrementado la necesidad de sistemas que garanticen la seguridad y eficiencia operativa en espacios aéreos compartidos. En entornos multi-USSP, donde distintos proveedores gestionan simultáneamente el tráfico aéreo, surgen conflictos derivados de la falta de coordinación, diferencias en algoritmos y políticas operativas. Estos conflictos pueden manifestarse como intersecciones de trayectorias, maniobras inesperadas o situaciones de proximidad peligrosa, lo que exige soluciones avanzadas para su detección y resolución. Este proyecto propone el diseño e implementación de un sistema avanzado para la detección y clasificación de conflictos entre UAS en entornos multi-USSP. El sistema se basa en filtros IMM (Interacting Multiple Model) para la estimación precisa de trayectorias bajo incertidumbre, y en modelos de geometría de conflicto táctico definidos en el proyecto SPATIO-SESAR, lo que permite una clasificación efectiva de los conflictos según su configuración espacial. El sistema ofrece capacidades de detección en tiempo real y predicción temprana, generando alertas que permitan a los operadores tomar decisiones informadas para evitar colisiones. Además, integra técnicas de análisis de datos en tiempo real y aprendizaje continuo, lo que permite mejorar su precisión y adaptabilidad a medida que se acumulan datos operativos. La arquitectura del sistema está diseñada para garantizar su interoperabilidad con infraestructuras U-space existentes, utilizando el protocolo AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) para una comunicación segura y eficiente entre módulos. Esto facilita su escalabilidad y adaptación a distintas regiones geográficas y normativas locales. La metodología adoptada es cuantitativa, basada en simulaciones controladas y métricas clave como precisión de detección, tasa de falsos positivos, eficiencia de clasificación y capacidad de respuesta en tiempo real. El sistema es evaluado en escenarios derivados del proyecto SPATIO-SESAR, replicando condiciones reales de tráfico aéreo no tripulado. Este proyecto responde a la necesidad urgente de mejorar la seguridad y eficiencia del tráfico aéreo en espacios de muy bajo nivel (VLL), donde múltiples USSP operan sin coordinación explícita. Su implementación contribuye al desarrollo de estándares interna cionales, fomenta la interoperabilidad entre sistemas UAS y fortalece la infraestructura global de gestión del espacio aéreo. (Texto tomado de la fuente)
Design and implementation of a reconfigurable reflective metasurface
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Lozano Avila, Sergio Andrés; Rivera Rodríguez, Sergio Raúl; Lozano Avila, Sergio Andrés [000900044286172X]
La creciente demanda de control dinámico en sistemas inal´ambricos modernos ha impulsado la necesidad de técnicas avanzadas de manipulación de ondas electromagnéticas. Esta tesis tiene como objetivo exponer el diseño y la implementación de una metasuperficie reflectiva reconfigurable. La metasuperficie propuesta utiliza una celda unitaria miniaturizada integrada con un diodo PIN, lo que permite el control de fase mediante polarización en DC. Se empleó una metodología que abarca el modelado teórico utilizando las Generalised Sheet Transition Conditions (GSTCs), además de simulaciones electromagnéticas detalladas desde el nivel de la celda unitaria en condiciones de frontera periódicas hasta distintas configuraciones de superceldas. Se empleó prototipado físico en un circuito impreso, utilizando una estructura matricial de 2424 elementos con 576 diodos PIN ensamblados en sustratos Rogers RO6002. La validación experimental presenta una novedosa configuración basada en la Planar Near-Field Range (PNFR) dentro de una cámara anecoica, donde se emplearon varias disposiciones para probar el dispositivo. Finalmente, se abordaron y analizaron incidencias descubiertas durante las distintas rondas de medición. (Texto tomado de la fuente)
Diseño e implementación de una arquitectura de adquisición de datos con integración de redes cableadas e inalámbricas tipo LPWAN para los sistemas de medición de los sitios remotos pertenecientes a la Oficina de Gestión Ambiental OGA de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Poveda Osorio, Wilson Alberto; Camargo Bareño, Carlos Ivan
Este trabajo presenta el diseño e implementación de una arquitectura híbrida de adquisición de datos que integra tecnologías cableadas e inalámbricas de tipo LPWAN para los sistemas de medición remotos de la Oficina de Gestión Ambiental (OGA) de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. La propuesta se fundamenta en la caracterización de los equipos existentes y en la evaluación de diferentes configuraciones de sistemas embebidos, Gateways, antenas y protocolos de comunicación, con el fin de determinar la solución más adecuada para entornos multisensor y multiprotocolo. Se desarrolló un Gateway LoRaWAN personalizado basado en hardware de libre acceso y software de código abierto, configurado para operar bajo los parámetros normativos nacionales y conectado a un servidor de red ChirpStack. Asimismo, se integraron plataformas de gestión y almacenamiento de datos como NodeRED, InfluxDB y Docker, garantizando interoperabilidad, escalabilidad y bajo consumo energético. La arquitectura fue validada mediante pruebas piloto en condiciones operativas reales, evaluando métricas como latencia y pérdida de paquetes. Los resultados demostraron la viabilidad técnica de la solución, su adaptabilidad a diversos escenarios de monitoreo y su potencial para mejorar la gestión de información ambiental en el campus universitario. (Texto tomado de la fuente)
Diseño de sistema electrónico para el monitoreo de un cultivo acuapónico de pequeña escala para espacios urbanos
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Moreno Duarte, Ana María; Camargo Bareño, Carlos Iván; Paredes Acuña, Yuly Natalia
Esta tesis presenta el desarrollo y evaluación de un sistema de monitoreo remoto para culti- vos acuapónicos, capaz de medir parámetros clave como temperatura, oxígeno disuelto, pH y concentraciones de amoniaco, nitrito y nitrato utilizando redes IoT. El sistema, desarrollado en dos dispositivos TempBox y AquaBox, demostró ser efectivo en el seguimiento preciso de las condiciones ambientales, con un rendimiento robusto del sensor y una transmisión de datos estable utilizando tecnología LoRa. Las técnicas de calibración, incluido el uso de regresión lineal múltiple, mejoraron la precisión de la medición. El sistema de monitoreo de bajo costo propuesto demuestra un potencial significativo para la aplicación comercial, ofreciendo una solución accesible para gestionar la calidad del agua en sistemas acuapónicos (Texto tomado de la fuente).
Plataforma sensorial con recolección energética sin baterı́a y Gateway para visualización
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Linares Patino, Nicolas; Camargo, Carlos Ivan; Linares Patino, Nicolas [0000000328634956]; https://www.researchgate.net/profile/Carlos-Bareno
La presente tesis se centra en abordar desafı́os relacionados con la alimentación y la eficiencia energética en el contexto del Internet de las Cosas (IoT). En un mundo cada vez más conectado, donde IoT desempeña un papel esencial, surge la necesidad de superar las limitaciones de las baterı́as convencionales y explorar soluciones innovadoras para garantizar un funcionamiento sostenible a mediano y largo plazo. El proyecto se enfoca en la implementación de dispositivos IoT ”batteryless”que utilizan componentes de estado sólido para el almacenamiento de energı́a, usando la recolección de energı́a solar indoor y empleando protocolos de comunicación eficientes. Un aspecto sobresaliente de esta investigación es la incorporación de un Gateway que proporciona una interfaz visual para los usuarios, lo que facilita la interpretación y el aprovechamiento efectivo de los datos recopilados por los dispositivos IoT. Esta interfaz juega un papel crucial al hacer que la información sea accesible y comprensible, lo que amplı́a significativamente el potencial de esta tecnologı́a en diversas aplicaciones y contextos. Las recomendaciones para futuras investigaciones incluyen la diversificación de fuentes de energı́a, como el hardvesting y la cinética (kinetic energy harvesting), la mejora continua de la interfaz de usuario del Gateway para aplicaciones especı́ficas, y una comprensión más profunda de la interacción entre el hardware del cc2650 y el sistema operativo Contiki-NG, especialmente en lo que respecta a la recepción de datos BLE. Este trabajo contribuye al avance en la investigación de sistemas de alimentación sostenibles para IoT, con un enfoque en la eficiencia energética y la accesibilidad de datos, allanando el camino para un futuro más conectado y respetuoso con el medio ambiente (Texto tomado de la fuente).
Dispositivo para aplicación inteligente de fertirriego en cultivos de arándanos
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Murcia Sanchez, Oscar Felipe; Rodrigo Leiva, Fabio
En busca de profundizar en un proyecto bajo la concepción de industria 4.0 se enfocó la investigación en la instrumentación industrial “sensores, actuadores, hardware, software” bajo la estructura jerárquica de automatización, teniendo como prioridad en el desarrollo el establecimiento de una comunicación remota con un dispositivo para la aplicación inteligente de fertirriego en cultivos de arándanos; esto es, la aplicación de esta técnica con información digitalizada en una interfaz Android como tecnología IT “tecnologías de la información”. El objetivo general del proyecto fue desarrollar un dispositivo inteligente de fertirriego en cultivos de arándanos, consiste en un microcontrolador dspic33ck128mp202 que se comunica por vía bluetooth con un smartphone, en donde se ejecuta por medio de una aplicación Android la vinculación entre el dispositivo y el usuario, mediante una interfaz cliente servidor usando FireBase; el dispositivo hace consultas a la base de datos no relacional ubicada en Estados Unidos brindada por Google, que mide en tiempo real los valores de las variables ambientales en la tabla asociada a cada una y consulta el estatus de las tablas vinculadas a los actuadores, y por último, actualiza las salidas de cada actuador. El dispositivo al ser capaz de comunicarse con el usuario a través de FireBase como proveedor de bases de datos en tiempo real, facilita la gestión del cultivo, lo cual conlleva a una producción más eficiente, sostenible y precisa del riego, y por tanto de sistemas productivos que requieren mayor tecnificación (Texto tomado de la fuente).
Diseño e implementación de una IHM usando el software Axon Builder 3 ubicada en la subestación Cabrestero para supervisar y operar reconectadores localizados en diferentes puntos geográficos a través del estándar IEC 61850
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Muñoz Vargas, Juan Esteban; Barrera Gualdron, Eduardo
En este documento se describen los diagramas unifilares y la arquitectura de comunicaciones de la red de distribución eléctrica para entender la forma en la que estos equipos actúan en campo, así como las diferentes señales de cada uno de ellos, las cuales fueron tenidas en cuenta para la integración de los equipos y el funcionamiento e importancia de dichos equipos para el adecuado funcionamiento de la red. En esta implementación fue prioritario presentar soluciones óptimas para las necesidades presentadas por el cliente, de manera que se atiendan sus requerimientos de automatización y control. Además, se realizaron las pruebas de señalización y control directamente con los equipos en campo; se realizaron las modificaciones pertinentes al diseño original, para asegurar un comportamiento satisfactorio de la IHM (Texto tomado de la fuente).
Metodología de aprendizaje de la programación desde la música
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cubides Castro, Johnny Germán; Camargo Bareño, Carlos Iván
Este trabajo aborda la enseñanza del pensamiento computacional como una habilidad transversal del siglo XXI. Si bien, el pensamiento computacional se enseña a través de actividades de programación, es importante abordar la necesidad de mantener la motivación de los estudiantes por su aprendizaje. Tradicionalmente, los cursos de programación se enseñan a través de la solución de problemas, sin embargo, es posible enseñar el pensamiento computacional usando ejes motivacionales, como la robótica, el desarrollo de videojuegos o la música. En este trabajo, se propone una metodología para enseñar la programación a través de la música. Para tal fin, se estudian los conceptos de la educación musical general, la apropiación social de la ciencia y la tecnología y los temas que son base del aprendizaje de la programación. En este proceso, se desarrolla un material didáctico concreto que incluye un kit de materiales basado en un sistema embebido electrónico, un entorno de desarrollo de programación llamado Catalejo Editor y un material de documentación para el desarrollo de actividades de autoaprendizaje. Esta metodología se centra en la experiencia práctica, lo cual permite a los estudiantes "pensar con las manos". El material es diseñado para un uso flexible al combinar la programación gráfica, la programación textual y la programación de artefactos electrónicos, permitiendo así, el desarrollo de habilidades técnicas de programación para aplicaciones y máquinas. Finalmente, se desarrolla una experiencia de aprendizaje basada en esta metodología y material didáctico, con una población conformada por estudiantes de un colegio rural y un colegio urbano en Colombia. Esta experiencia enfrentó desafíos relacionados con falta de acceso a Internet y de equipos de programación, los cuales se abordaron mediante encuentros híbridos síncronos y asíncronos, el uso de dispositivos móviles y la réplica de las actividades mediadas por el profesor lideradas por estudiantes para enseñar a otros estudiantes sobre los temas propuestos (Texto tomado de la fuente).
Sistema aplicador de campo electromagnético para el tratamiento del melanoma usando hipertermia local
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Duque Muñoz, José Luis; Araque Quijano, Javier Leonardo; Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y Telecomunicaciones (Cmun)
El objetivo de este estudio fue diseñar, simular y caracterizar un sistema radiante apropiado para el tratamiento del melanoma con hipertermia a 2.45 GHz. El melanoma es el cáncer de piel con mayor mortalidad, y su principal tratamiento es la cirugía, sin embargo, en casos donde no se pueda realizar, es necesario acudir a otras alternativas como lo es la hipertermia. La hipertermia junto a otros tratamientos como la quimioterapia o radioterapia, ha demostrado mejorar la efectividad de estos. Primeramente, se verificó en estándares internacionales el procedimiento para validar el funcionamiento del aplicador usando la distribución de la tasa de absorción específica (SAR) en un fantoma. Posteriormente, se realizó un montaje experimental siguiendo las indicaciones y procedimientos del estándar IEC/IEEE 62209-1528:2020, además se diseñó y construyó una antena tipo dipolo doblado, para finalmente comparar los resultados de simulación con los resultados de las mediciones experimentales. Se evidenció de las mediciones experimentales, un alto enfoque de la distribución del campo eléctrico y la SAR, lo que sugiere una huella térmica compatible al melanoma. (Texto tomado de la fuente).
Desarrollo de un sistema para la detección e identificación de microplásticos en cuerpos de agua utilizando espectroscopia de impedancia
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-05-10) Sarmiento Abello, Juan Daniel; Tibaduiza Burgos, Diego Alexander; Anaya Vejar, Maribel; Sarmiento Abello, Juan Daniel [mHOhLy8AAAAJ&hl]; Sarmiento Abello, Juan Daniel [0009000562043123]; Grupo de investigación en ingeniería electrónica (GMUN); Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y Telecomunicaciones (Cmun)
Los microplásticos son partículas contaminantes de origen artificial que podrían presentar un riesgo para la salud humana si ingresan a la cadena trófica. Por tal motivo, identificarlos y clarificarlos en diferentes entornos es crucial al momento de ejecutar acciones para prevenir o mitigar su impacto. En consecuencia, en el presente trabajo se desarrolló una metodología que permite evaluar en qué entornos es más probable detectar y clasificar por tamaños partículas de 500µm, 1000µm y 1400µm - dos tipos de microplástico como lo son: el tereftalato de polietileno (PET) y el poliestireno expandido (EPS) en distintos entornos de agua. Debido a la complejidad (alta selectividad) que estos entornos pueden manifestar se escogió una lengua electrónica - en conjunto con una red de sensores -, pues este instrumento es idóneo para detectar elementos en soluciones de alta selectividad. Así las cosas, se evaluaron de forma independiente tres algoritmos de aprendizaje automático, máquinas de soporte vectorial, árboles de decisión y k vecinos más cercanos en ambientes compuestos por: agua potable y tres soluciones conformadas por agua potable y materia orgánica inerte, agua potable, materia orgánica inerte y materia inorgánica y agua potable con materia inorgánica, materia orgánica inerte y materia orgánica viva. Es importante mencionar que los dos tipos de microplástico se midieron de forma independiente en cada uno de los entornos y se obtuvieron rendimientos superiores al 80 % en la detección y clasificación por tamaño. (Texto tomado de la fuente)
Diseño e implementación de un prototipo de sistema de monitoreo remoto para la protección de territorios de pueblos indígenas en aislamiento en el Parque Nacional Natural Río Puré
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Torres Cepeda, Jorge Andres; Varón Durán, Gloria Margarita; Coronel Rico, Juan Fernando; Torres Cepeda, Jorge Andres [0000000307030627]; Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y Telecomunicaciones (Cmun)
En este trabajo, se describe el diseño y la implementación de un prototipo preliminar de una herramienta tecnológica destinada a identificar amenazas y perturbaciones al Parque Nacional Natural Río Puré, complementando así las estrategias de vigilancia y control, y contribuyendo a la conservación de la biodiversidad y la cultura del bosque tropical húmedo del noroeste amazónico colombiano, así como a la protección de los derechos de los pueblos indígenas en aislamiento. Para lograr el objetivo propuesto, se realizó una revisión sistemática con el fin de determinar las tecnologías existentes más adecuadas para diseñar el prototipo que se adaptara a las particulares condiciones de la Amazonia. Una vez identificadas estas tecnologías, se propuso el diseño de la arquitectura preliminar del sistema. Posteriormente, se llevó a cabo la implementación de la herramienta tecnológica, que integró tres módulos fundamentales: un sistema de sensado e identificación, basado en un sistema de radar y una cámara PTZ (del inglés Pan-Tilt-Zoom) para el seguimiento visual; un sistema de comunicaciones, basado en un enlace satelital; y un sistema de alimentación de energía eléctrica autónomo. Finalmente, se realizaron pruebas del prototipo implementado, se evaluó el desempeño de este en diferentes escenarios, lo que permitió identificar tanto sus fortalezas como debilidades, ofreciendo así una oportunidad para realizar mejoras en el sistema. Las pruebas preliminares demostraron que, a pesar de las desafiantes condiciones propias de la Amazonia colombiana, el sistema de radar funcionó correctamente y proporcionó información precisa sobre los objetivos detectados. En consecuencia, este sistema de radar en etapa de desarrollo y pruebas preliminares puede convertirse en una herramienta valiosa para proporcionar información y complementar las estrategias de seguridad y vigilancia en zonas protegidas, contribuyendo a controlar y eventualmente reducir las presiones y amenazas sobre la selva amazónica. (Texto tomado de la fuente)
Generación fotónica de señales microondas sintonizables usando tecnología VCSEL y DFB
(2024-01-24) Chamorro Ceron, Jhonatan Camilo; Varón Durán, Gloria Margarita; Grupo de Investigación: Grupo de Investigación en Electrónica de Altas frecuencias y Telecomunicaciones (CMUN)
Este documento compila y presenta los resultados producto del trabajo de investigación titulado “Generación Fotónica de Señales Microondas Sintonizables Usando Tecnología VCSEL y DFB”, en el cual se investigan y exploran experimentalmente diferentes esquemas fotónicos de generación de señales microondas de baja complejidad que posibiliten la generación de señales microondas sintonizables en frecuencia. Para ello, se realizó una revisión del estado del arte de diferentes esquemas fotónicos de generación de señales microondas, donde un análisis comparativo entre cada una de ellas permitió elegir las técnicas de generación más apropiadas, de acuerdo con los objetivos de este proyecto, que posteriormente se implementaron experimentalmente. Se encontró que la implementación experimental para la generación fotónica de señales microondas basada en el esquema de heterodinación óptica y el esquema de inyección óptica – OIL, posibilita la generación de señales microondas continuamente sintonizables desde 5 hasta 20 GHz. Además, La implementación de osciladores optoelectrónicos OEO a 5,75 GHz y 2,25 GHz, mostró la capacidad de generar señales microondas a 5,75 GHz con un ruido de fase de -131,1 dBc/Hz a 10 kHz de la portadora, y señales microondas a 2,25 GHz con un ruido de fase de -110,7 dBc/Hz a 10 kHz de la portadora, posibilitando generar varias señales microondas en un ancho de banda más amplio, con una frecuencia de sintonización discreta, gracias la configuración del OEO para generar armónicos. (Texto tomado de la fuente)
Diseño, implementación y validación de herramienta de diagnóstico temprano de motores eléctricos basado en audio.
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-10-24) Escobar Mafla, Lennin Edmundo; Camargo Bareño, Carlos Iván; LEscobar; 0000-0002-5676-6019; Computación Científica
Este documento presenta el diseño, implementación y validación de herramienta de diagnostico temprano de motores eléctricos basado en audio para compresores de referencia NC4AV80ALR de la marca SAMSUNG, los cuales se encuentran en neveras. El diseño se basa en un análisis preliminar de la señal acústica emitida por el compresor en campo cercano mediante el uso de un micrófono, con el fin de seleccionar el punto en el espacio que presente las mejores características en pro de la calidad en la toma de las muestras, para esto, se analizan características como el valor RMS, frecuencia de roll-off y el centroide espectral. Como siguiente paso se crea un conjunto de datos de audio que consta de 25 compresores distribuidos equitativamente en 5 clases de las cuales 2 clases pertenecen a compresores que operan dentro de sus parámetros normales y las 3 clases restantes provienen de compresores que presentan fallas en su funcionamiento. Posteriormente se extrae la transformada discreta de Fourier mediante la técnica de windowing, la cual es la característica de la señal, lo que permite entrenar un clasificador random forest y k-nearest neighbors para posteriormente evaluar y validar el rendimiento del sistema de clasificación. La implementación del sistema se realiza usando elementos comerciales y la validación del sistema consiste en cruzar el resultado de la clasificación con los reportes técnicos que ratifican el estado de los compresores en cuestión. (Texto tomado de la fuente)
Diseño e implementación de un sistema de comunicación de cámara óptica que utiliza el método de rolling shutter y la modulación por corrimiento de color
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-09-29) Ardila Chavarro, Maria del Mar; Quintero Quintero, Jesús María; Gutierrez Gomez, Juan Felipe; Grupo de Investigación en Metrología, Iluminación y Radiometría - Matisse
El mundo actual está rodeado de comunicaciones inalámbricas cuyo espectro de radiofrecuencias se encuentra congestionado, dando lugar a buscar otro tipo de alternativas como la comunicación por luz visible que permite enviar datos modulando la luz de una luminaria LED, cumpliendo la función de iluminación y transmisión de datos con una misma infraestructura, además de dar la posibilidad de desplegarlos en entornos críticos muy sensibles a las ondas de radio, como aviones y hospitales. Con la llegada y difusión de los teléfonos inteligentes, la mayoría de las personas hoy en día posee un dispositivo con una cámara, capaz de realizar un procesamiento de datos, lo cual hace que las comunicaciones por cámara óptica (como sistemas VLC) se hayan convertido en un área atractiva por investigar. Es así, como este trabajo presenta el diseño y la implementación de un sistema de comunicación de cámara óptica haciendo uso del método de rolling shutter (RS) o persiana enrollable y la modulación CSK, al igual que el desarrollo de una aplicación de Android para la recepción y procesamiento de los datos transmitidos por una luminaria RGB hacia un smartphone sin línea de vista, aplicando segmentación semántica con un modelo híbrido VGG16–XGBoost. Como resultado se obtuvo un SER de 8.2X10^-3, 8.15X10^-2, 1.172X10^-1 para 4, 8 y 16-CSK respectivamente, a una distancia de 21cm con una luminancia de 11,5 cd/m2 y un CCT de 5000K aproximadamente. (Texto tomado de la fuente).

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