Maestría en Ingeniería - Ingeniería de Biosistemas

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Cinética y eficiencia energética de secado de espuma de fresa : un análisis comparativo entre secado convectivo, ventana de refractancia e infrarrojo
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Morales Achury, Laura Nathalia; Sánchez Sáenz, Carolina María; Morales Achury, Laura Nathalia [000900060344686X]; https://www.researchgate.net/profile/Laura-Morales-Achury [Laura-Morales-Achury]; Ingeniería de Biosistemas
Se evaluó la cinética de secado de espuma de fresa preparada con albúmina de huevo como agente espumante, utilizando una capa delgada de 5 mm y tres métodos de secado: ventana de refractancia (RW), convectivo e infrarrojo. Se aplicó un diseño central compuesto rotacional (DCCR) de dos factores para optimizar la temperatura (50, 53.4, 61.5, 69.6 y 73 °C) y concentración de espumante (2, 3.9, 8.5, 13.1 y 15 % W/W). El tiempo de secado osciló entre 37 a 89 min para RW, 41 a 86 min para el método convectivo y 50 a 100 min para infrarrojo. El coeficiente de difusión efectiva fue mayor en el secado convectivo (3.50×10⁻¹⁰ a 1.17×10⁻9 m²/s), seguido de RW (2.92 a 8.44 × 10⁻¹⁰ m²/s) y del infrarrojo (2.21 a 5.40 × 10⁻¹⁰ m²/s), con energías de activación de 11.27, 20.64 y 27.40 kJ/mol, respectivamente, a una concentración de albúmina de 8.5% w/w. Se evaluaron diez modelos empíricos y semiempíricos de secado de capa fina, encontrándose que el modelo de Wang Singh presentó el mejor ajuste para los secadores RW e infrarrojo, mientras que el secado convectivo fue mejor descrito por el modelo de Page. Los productos secos finales presentaron humedades finales estables entre tratamientos, con promedios de 8.53 ± 3.4% b.h. para convectivo, 9.76 ± 1.7% b.h. para infrarrojo y 10.2 ± 1.6% b.h. para RW, con valores de actividad de agua promedio inferiores a 0.6 en todos los casos. El análisis de color mostró que el secador infrarrojo conservó mejor la coloración original de la fruta, seguido del RW y, finalmente, del convectivo. Mayores concentraciones de agente espumante generaron mayores cambios de color, asociados con mayores valores del índice de blancura, lo que indica un efecto aclarador del agente espumante en todos los métodos de secado. El secado convectivo mostró una mejor conservación de la acidez de la fruta y mayor retención de azúcares en comparación con RW. El secado infrarrojo presentó el mejor producto final en términos de contenido de humedad y color. El secado convectivo ofreció mayor eficiencia cinética y el secado RW obtuvo un balance intermedio entre velocidad de proceso y calidad del producto. (Texto tomado de la fuente)
Zonificación bioclimática y estrategias de climatización para vivienda rural en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-07-09) Espitia Cuadros, Julián Augusto; Osorio Hernández, Robinson
La investigación tuvo como objetivo establecer una zonificación bioclimática para Colombia que sirva como base para la formulación de lineamientos de diseño pasivo en vivienda rural y futuras normas de desempeño energético en edificaciones. El estudio se desarrolló mediante un enfoque cuantitativo de análisis climático, integrando normales climatológicas de 30 años provenientes del IDEAM, complementadas con Modelos Digitales de Elevación de la USGS para la corrección altitudinal de la temperatura y archivos climáticos EPW de la Comisión Europea como insumo de verificación. A partir del procesamiento y depuración de la información se aplicó el diagrama psicrométrico de Givoni, y la clasificación climática de Köppen para identificar zonas homogéneas de comportamiento bioclimático en el territorio nacional. Los resultados evidencian que la diversidad altitudinal y climática de Colombia genera patrones bioclimáticos claramente diferenciados, lo que confirma la insuficiencia de emplear clasificaciones únicas de tipo climático o de confort de manera aislada. La zonificación obtenida permitió proponer estrategias pasivas específicas de climatización para vivienda rural, demostrando que en amplias regiones del país es posible mejorar el confort térmico mediante ventilación natural controlada, manejo de ganancias solares, y selección adecuada de materiales, reduciendo la dependencia de sistemas activos. Como conclusión, el estudio establece una base técnica para futuras iniciativas regulatorias en materia de eficiencia energética y confort térmico en edificaciones, complementando el marco normativo del sector de la construcción desde una perspectiva ambiental y energética. De esta manera, contribuye a la reducción de la huella de carbono del sector edificador y al fortalecimiento de la adaptación del hábitat construido frente al cambio climático. (Texto tomado de la fuente)
Validación de procesos de nitrificación mediante balances de masa y eficiencia operativa en un sistema acuapónico automatizado
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Escobar Hernández, Andrea Marcela; Gonzalez Susatama, Luis Carlos; Escobar Hernández, Andrea Marcela [0001843088]; Escobar Hernández, Andrea Marcela [0009000315215389]; Bioprocesos de Ingeniería Química
La eficiencia operativa de sistemas acuapónicos está limitada por la falta de herramientas cuantitativas para validar el proceso de nitrificación y optimizar el dimensionamiento de componentes. Este estudio investigó cómo la validación del proceso de nitrificación mediante balances de masa influye en la eficiencia operativa de un sistema acuapónico automatizado. Se implementó un sistema de 400 L con 86 juveniles de carpa koi y 85 lechugas durante 78 días, con control automatizado de pH, temperatura y oxígeno disuelto. Se caracterizaron las dinámicas de transformación de compuestos nitrogenados (NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻), se analizó la influencia de parámetros fisicoquímicos, y se estableció un balance de masa integral del nitrógeno. Los resultados identificaron tres fases operativas: ciclado (14 días, 50% más rápido que literatura), estabilidad (conversión >95% NH₄⁺, >98% NO₂⁻), y saturación (acumulación de NO₃⁻ hasta 42 mg/L). El balance de masa cerró con 99.8% (IC 95%: [96.0%, 104.2%]), cuantificando que la eficiencia operativa fue 10.6% (biomasa productiva), con pérdidas distribuidas en: 38.4% recambios, 34.5% acumulación en agua, y 16.7% volatilización. La relación pez:planta de 1:0.3 fue identificada como cuello de botella estructural, explicando 72.9% de la ineficiencia. La capacidad residual cuantificada (18 veces) permitió dimensionar mejoras: incrementar de 85 a 200-250 plantas proyecta eficiencia de 13.2-14.2%, con proyección integrada (pez:planta +taponamiento + aireación) de 32-35% (mejora 3.0 a 3.3 veces). Se concluyó que la validación mediante balances de masa influye en la eficiencia operativa a través de cuatro mecanismos complementarios: diagnóstico cuantitativo preciso, identificación específica de pérdidas, proyección de mejoras con impacto medible, y prevención de colapsos futuros. El monitoreo in-situ con kits colorimétricos (R²=0.9972 vs laboratorio, error <5%) es suficiente para balances de masa confiables, democratizando la metodología. Esto transforma la optimización de acuaponía de proceso empírico a ingeniería basada en evidencia cuantitativa. (Texto tomado de la fuente)
Estimación de la sección control de humedad del suelo mediante Mapeo Digital de Suelo - DSM
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-05-24) Gaitán Silva , Julio César; Rodríguez Vásquez, Andrés Felipe; Rubiano Sanabria, Yolanda
La Sección de Control de la Humedad del Suelo (SCHS) es un componente fundamental para comprender la dinámica hidrofísica del suelo y apoyar procesos de gestión y planificación territorial. El objetivo de este trabajo fue estimar la SCHS mediante técnicas de Mapeo Digital de Suelos (MDS) en la altillanura plana del departamento del Meta, Colombia. En el análisis se incorporaron como covariables parámetros morfométricos derivados del Modelo Digital de Elevación de 30 m, índices espectrales de vegetación obtenidos de imágenes Sentinel-2, variables de retrodispersión provenientes de imágenes SAR ALOS PALSAR (banda L), variables climáticas (precipitación y temperaturas máxima y mínima) y variables edafológicas (unidades cartográficas de suelo y stock de carbono orgánico). Se evaluaron modelos de aprendizaje automático Random Forest (RF), Máquinas de Vectores de Soporte (SVM), Extreme Gradient Boosting (XGBoost) y un esquema de ensamble RF–SVM, cuyo desempeño se analizó mediante el coeficiente de determinación (R²) y el error cuadrático medio (RMSE) en un conjunto de prueba independiente. Para el Límite Superior (Lim_sup), los RMSE_test fueron 6,73 (RF), 6,57 (SVM), 6,62 (XGBoost) y 7,03 (RF–SVM), con el mayor R²_test para SVM (0,24). En el Límite Inferior (Lim_inf), los RMSE_test fueron 21,17 (RF), 20,36 (SVM), 21,47 (XGBoost) y 21,30 (RF–SVM), donde SVM alcanzó el mayor R²_test (0,41). En conjunto, los resultados evidencian que SVM presentó el mejor desempeño predictivo en los conjuntos de prueba, mientras que los demás modelos mostraron comportamientos comparables. Estos hallazgos confirman la utilidad de las técnicas DSM basadas en aprendizaje automático para la estimación espacial de la SCHS en la altillanura plana del Meta. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la ventilación natural en un invernadero multicapilla : efectos del diseño geométrico y la influencia del cultivo
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Higuera Villalba, Andrés Felipe; Osorio Hernández, Robinson; Higuera Villalba, Andrés Felipe [0001990962]; Hernández Osororio, Robinson [0001456982]; Higuera Villalba, Andrés Felipe [0009000889592407]; Hernández Osororio, Robinson [0000000286987234]; Ingeniería de Biosistemas
Esta investigación evaluó el comportamiento fluidodinámico del aire en un invernadero multicapilla de ventilación natural, analizando la interacción entre la configuración geométrica de la instalación y la influencia física del cultivo. El estudio se desarrolló mediante una metodología mixta que integró simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y mediciones experimentales, con el propósito de identificar las limitantes del microclima y proponer estrategias de optimización pasiva. Se implementó una estrategia de validación experimental del modelo numérico mediante un análogo hidráulico en mesa de agua. Ante la imposibilidad física de satisfacer simultáneamente la similitud dinámica completa, se adoptó un enfoque de validación topológica fundamentado en la similitud geométrica, demostrando que la estructura de los vórtices y los patrones de flujo son replicables independientemente de la escala de velocidad en regímenes turbulentos. La incorporación del cultivo en el análisis numérico reveló una doble influencia determinante sobre la física del sistema, pues actuó como una resistencia aerodinámica que redujo la velocidad de entrada del aire y como una fuente activa de masa y energía que saturó el ambiente. Se demostró que los modelos de invernadero vacío sobreestiman la capacidad de ventilación y subestiman el riesgo higrométrico, especialmente en condiciones nocturnas y de madrugada. El análisis de escenarios comparativos evidenció que la eliminación de barreras internas favorece la renovación de aire, pero su efectividad bioclimática es dependiente de las condiciones psicrométricas exteriores. Mientras que en horarios diurnos la modificación geométrica logró reducir la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa, aprovechando una menor humedad relativa del aire exterior, en horarios nocturnos saturados la ventilación pasiva resultó insuficiente para mitigar la condensación. Se concluye que la eficiencia de la ventilación natural no es una propiedad estática del diseño, sino una variable dependiente de la interacción dinámica entre la geometría arquitectónica, el tipo y tamaño del cultivo, y el potencial termodinámico del entorno. Por consiguiente, el diseño y simulación de invernaderos, especialmente en zonas frías de altitud debe integrar explícitamente la evapotranspiración del cultivo para garantizar predicciones realistas del riesgo fitosanitario. (Texto tomado de la fuente)
Protocolo para agilizar la realización de acciones de prevención y mitigación de los riesgos por contaminación física en la localidad de Bosa
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Bautista Diaz, Ivonne Andrea; Osorio Hernandez, Robinson; Bautista Díaz, Ivonne Andrea [0000068779]; Osorio Hernández, Robinson [0001456982]; Ingeniería de Biosistemas
La localidad de Bosa (Bogotá D.C.) presenta una problemática persistente de acumulación de residuos sólidos y escombros en puntos críticos, generando riesgos ambientales, sanitarios y operativos: contaminación de suelo y agua, proliferación de vectores y deterioro del espacio público. El proceso administrativo para intervenir estos puntos es complejo y fragmentado, dado que involucra múltiples entidades distritales (UAESP, SDA, EAAB, IDU, IDIGER, entre otras). La ausencia de un flujo de trabajo estandarizado produce cuellos de botella, demoras en el inicio de las intervenciones y baja eficiencia en la gestión contractual. Este trabajo desarrolla un diagnóstico del proceso actual mediante revisión documental y análisis aplicado de procesos, mapeando actores, flujos de aprobación, documentos requeridos, tiempos de respuesta y principales cuellos de botella. A partir de este diagnóstico, se diseña un protocolo administrativo y operativo estandarizado dirigido a los contratistas del Fondo de Desarrollo Local de Bosa (FDLB), que optimiza la gestión de permisos, la coordinación interinstitucional, la ejecución de limpiezas y la disposición final de residuos. El protocolo integra principios de Gestión por Procesos (BPM) e ingeniería de biosistemas, e incorpora flujogramas operativos, definición de roles y responsables, tiempos máximos de respuesta, listas de verificación y formatos estandarizados con mecanismos de seguimiento y mejora continua. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de los parámetros de operación y la incidencia de las condiciones ambientales en la aplicación de insumos líquidos para la agricultura desde un vehículo aéreo no tripulado
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Ordóñez Suárez, Luis David; Camacho Tamayo, Jesús Hernán; Mendoza Castiblanco, Christian José
Este estudio abordó la influencia de las condiciones operativas de un sistema aéreo no tripulado (UAS) y de variables climáticas sobre la aplicación de insumos líquidos en un contexto agrícola. Se evaluaron diversas combinaciones de altura de vuelo, velocidad de desplazamiento y tipo de boquilla, junto con datos meteorológicos tomados en campo, incluyendo velocidad del viento, humedad relativa y temperatura. A través del uso de tarjetas hidrosensibles, se obtuvieron indicadores como cobertura, densidad de gotas y diámetro volumétrico medio. Los análisis estadísticos mostraron que la boquilla y la velocidad de vuelo tienen un efecto significativo sobre la calidad de aplicación, mientras que la altura demostró una influencia menor. Asimismo, se evidenció que la velocidad del viento fue el factor ambiental más determinante. A partir de esta información, se desarrolló un enfoque basado en ventanas climáticas favorables utilizando datos históricos de la estación meteorológica Tibaitatá, cercana al área de estudio. Este procedimiento permitió identificar los días óptimos para la aplicación de productos líquidos, aportando un insumo clave para la elaboración de protocolos técnicos adaptados a condiciones locales. Se concluye que integrar criterios técnicos y ambientales permite mejorar la eficiencia, seguridad y sostenibilidad de la aspersión aérea con UAS. (Texto tomado de la fuente)
Estimación espacial de anomalías agronómicas de un cultivo con técnicas de segmentación en imágenes de sensores remotos : caso aplicado para Maíz (Zea mays L) en Cumaribo – Vichada
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Cuevas Bocanegra, Jerson Jair; Rodríguez Vásquez, Andrés Felipe; Christian José, Mendoza Castiblanco
La presente investigación propone un protocolo para la estimación de anomalías agronómicas mediante segmentación orientada a objetos, con el objetivo de cuantificar y visualizar dichas anomalías a lo largo del ciclo fenológico del cultivo de maíz (Zea mays L) en el municipio de Cumaribo, Vichada. La metodología se fundamentó en el uso de imágenes satelitales Sentinel-2 correspondientes al periodo comprendido entre el 13 de diciembre de 2023 y el 14 de abril de 2024. La adquisición y procesamiento de los datos satelitales se llevó a cabo a través de la plataforma en la nube Google Earth Engine (GEE); la delimitación de parcelas se realizó con el complemento Segment Anything Model (SAM), y la segmentación se ejecutó mediante Orfeo Toolbox (OTB) en el entorno del software Quantum Geographic Information System (QGIS). La clasificación de anomalías contempló cinco clases diferenciadas para cada fase fenológica del cultivo. Los resultados de la validación de la clasificación semiautomática obtenida mediante el segmentador OTB, frente a la segmentación manual, arrojaron un coeficiente Kappa global de 0,90 lo que evidencia un nivel de concordancia casi perfecto. En su conjunto, el esquema metodológico propuesto constituye un marco replicable y escalable a otros ciclos fenológicos, con alto potencial para incorporar sensores de mayor resolución, así como variables climáticas y edáficas complementarias. Su capacidad para identificar desde anomalías leves hasta zonas críticas de estrés resalta su utilidad como herramienta para el diseño de intervenciones agronómicas oportunas, focalizadas y basadas en evidencia (Texto tomado de la fuente).
Prototipo de automatismo para la dosificación de pellets en cultivo de Tilapia Roja (Oreochromis sp.)
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Sáenz Peña, Edwin Gonzalo; González Susatama, Luis Carlos; Sáenz Peña, Edwin Gonzalo [0009000012677869]
La eficiencia en la alimentación de peces es un factor clave en la acuicultura, ya que influye directamente en el crecimiento, la conversión alimenticia y la sostenibilidad del sistema. La dosificación manual de pellets puede generar desperdicio de alimento, contaminación del agua y variabilidad en la alimentación, lo que afecta la productividad y el impacto ambiental de los cultivos acuapónicos. En este contexto, la automatización de la dosificación de pellets se presenta como una solución para optimizar el suministro de alimento y reducir las pérdidas. Este estudio desarrolla un prototipo de sistema automatizado para la dosificación de pellets en el cultivo de Tilapia Roja (Oreochromis sp.). La propuesta incorpora tecnologías de control y monitoreo que permiten una dosificación precisa y adaptativa, ajustándose a las necesidades del sistema. Se implementó el prototipo en un entorno acuapónico tipo indoor farming y se evaluó su desempeño en términos de eficiencia alimentaria, reducción de desperdicios y estabilidad de los parámetros del agua. Los resultados obtenidos demuestran que el sistema automatizado mejora la distribución del alimento, reduce la carga orgánica en el agua y optimiza el uso de los recursos. Esto contribuye a una producción acuícola más eficiente y sostenible, minimizando el impacto ambiental y mejorando la calidad del cultivo. La investigación destaca la importancia de la automatización en la piscicultura y abre la posibilidad de futuras mejoras con tecnologías avanzadas como el Internet de las Cosas (IoT) e inteligencia artificial (Texto tomado de la fuente).
Evaluación del secado de café natural por convección forzada
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) García Rodríguez, Nicolás; Osorio Hernández, Robinson; Ingeniería de Biosistemas
El café es el producto insignia de Colombia debido a su importancia histórica en la sociedad y a su valor en el mercado mundial. Este valor está definido por la calidad del producto, que en gran medida depende de las prácticas de poscosecha. En este trabajo se evaluó el proceso de secado de café natural (beneficio seco), variedad Caturra, utilizando un secador de convección forzada, con el objetivo de analizar la calidad del producto final y encontrar el mejor ajuste del proceso a modelos de cinética de secado en capa delgada. El diseño experimental consistió en un factorial 2 2 , donde los parámetros fueron la temperatura (45 y 55 °C) y el caudal de aire (35 y 46 cfm). Las variables de respuesta definidas para el experimento fueron la prueba de taza, la actividad de agua, el pH y los grados Brix. Los resultados indicaron que el puntaje de taza incrementó con menor caudal y menor temperatura, mientras que la actividad de agua disminuyó con el aumento de la temperatura; además, los grados Brix aumentaron con la disminución del caudal. Los modelos de Midili modificado y Page mostraron una alta correlación con los datos experimentales, permitiendo establecer una relación entre el tiempo de secado y el contenido de humedad del café verde. Estos hallazgos aportan evidencia clave para fortalecer el conocimiento sobre el proceso de beneficio seco del café en Colombia, resaltando el potencial que este producto tiene para alcanzar altos estándares de calidad (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de la calidad del zumo de naranja en polvo obtenido mediante secado por aspersión
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03-18) Reyes Lugo, Karen Briyid; Sánchez Sáenz, Carolina María; Reyes Lugo, Karen Briyid [0009000865407713]; Ingeniería de Biosistemas
En este trabajo se evaluó las propiedades fisicoquímicas y la estabilidad del polvo de naranja obtenido mediante secado por aspersión con un prototipo diseñado y construido en el laboratorio de poscosecha de la Universidad Nacional de Colombia, utilizando maltodextrina como agente encapsulante. Se llevaron a cabo once ensayos experimentales, variando la temperatura de secado y la concentración de encapsulante, siguiendo un diseño experimental central compuesto rotacional (DCCR) con dos factores. Los parámetros clave analizados incluyeron °Brix, contenido de humedad, color, acidez titulable, pH, actividad de agua (aW), índice de blancura (IB), higroscopicidad, estructura de partículas, rendimiento del proceso y demanda energética. El polvo presentó valores de aw y de contenido de humedad por debajo de 0,3 y del 4% respectivamente, lo que indica estabilidad bajo condiciones de almacenamiento adecuadas. El IB mostró alta uniformidad entre los ensayos, lo que sugiere un proceso de secado eficiente, mientras que los valores de higroscopicidad entre 16,27% y 18,12% revelaron buena resistencia a la absorción de humedad. Se observó una reducción del 20% en el contenido de ácido cítrico, probablemente debido a la descomposición del producto. El pH se mantuvo estable en la mayoría de los tratamientos, excepto cuando se utilizó una menor concentración de encapsulante. Estos hallazgos demuestran que el prototipo de secador por aspersión puede producir con éxito polvo de naranja de alta calidad y estabilidad, con implicaciones positivas para su almacenamiento y comercialización, y sientan las bases para futuras investigaciones en la optimización de los procesos de deshidratación de productos cítricos. (Texto tomado de la fuente)
Extensión rural y sostenibilidad: una revisión a la caficultura colombiana
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Gálvez Gómez, Julián; Osorio Hernández, Robinson; León Rojas, Andrés Leonardo; Julián Gálvez G. [0009-0006-4935-8638]
Este trabajo indaga por la influencia de distintos modelos de extensión/educación rural sobre los flujos de materia, energía e información en distintas fincas cafeteras, evaluando tanto sus componentes ecosistémicos como culturales siguiendo los marcos epistémicos de la agroecología y el pensamiento ambiental latinoamericano. Se apoya en la síntesis de emergía como metodología para la caracterización de la sostenibilidad y en el diagnóstico rural rápido y participativo para la extensión/educación/rural. En concreto, se trabajó en 38 fincas de dos regiones geográficas del país, a saber, el Cañón de las Hermosas (sur del Tolima) y el suroriente antioqueño. La población de trabajo incluyó modelos productivos campesinos, empresariales e indígenas, donde se encontraron 3 corrientes de extensión/educación rural, más el grupo de control constituido por fincas independientes a cualquier proceso de acompañamiento. Cada finca se estudió desde cuatro subsistemas: (i) el ecosistema, (ii) el subsistema agrícola-forestal, (iii) el subsistema pecuario y (iv) el subsistema cultural; así mismo, se evaluaron las fincas como unidad de análisis en el denominado sistema o agroecosistema general. En total se evaluaron 49 fuentes de emergía en cada finca, que sirvieron para calcular 9 indicadores; estos fueron utilizados para cuantificar las diferencias estadísticas entre los 4 grupos poblacionales. Los resultados demuestran la necesidad de abordar la caficultura colombiana desde dimensiones más amplias, indagando por las mejores prácticas agronómicas que permitan una producción de bajo impacto, así como abarcando las relaciones culturales, por ejemplo, al comprender los efectos del sistema agroalimentario actual sobre los agroecosistemas, evaluando el impacto de la política cafetera sobre el tejido social en el que se asienta, estudiando a fondo los mensajes y discursos promovidos por distintos actores mediante la extensión/educación rural. Así mismo, a nivel general, puede decirse que el modelo productivo actual, pese a emplear mayores recursos externos, degrada la estructura ecológica que da soporte a los sistemas. Aproximadamente un 65.8 % de las fincas (25/38) incrementan sus depósitos de emergía en todo el sistema; el 34.2 % restante los consume. De la totalidad de los agroecosistemas, tan sólo el 36.8 % (14/38) cuenta con áreas de conservación, aun así, tan sólo el 14.3 % (2/14) muestra balances favorables en ellos, mientras que el 85.7 % restante agota los depósitos ecosistémicos (Texto tomado de la fuente).
Caracterización fisicoquímica y funcional del almidón de dos clones de achira (Canna edulis)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-05-15) Herrera Cardona, Andrea; Rincón Prat, Sonia Lucía; García Muñoz, María Cristina; Biomasa y Optimización Térmica de Procesos Biot; Innovación tecnológica de procesos agroindustriales para el desarrollo rural (Agrosavia)
Este estudio aborda la caracterización de los almidones de dos clones de achira, denominados clon 2008 – 001 y clon 2007 – 006, con el propósito de identificar oportunidades para su aplicación industrial en concordancia con las actuales directrices y políticas ambientales, así como su uso en aditivos alimentarios. Ambos almidones demostraron similitudes fisicoquímicas, destacando su condición como fuentes ricas de almidón con igual contenido de amilosa (≈ 32 %). Los almidones tienen un elevado contenido de minerales, un pH ligeramente ácido (≈ 6,1), actividad de agua moderada (≈0,6) y un alto índice de blancura (≈ 92 %). En cuanto a características morfológicas, ambos clones exhibieron gránulos de superficie lisa y regular, con el clon 2008 – 001 mostrando una forma más ovalada y el clon 2007 – 006 una forma más redonda. El clon 2007 – 006 presentó una menor cristalinidad (21,7%), indicando un mayor potencial de asimilación por el organismo humano. En relación con las propiedades térmicas y reológicas, se observaron diferencias significativas. El clon 2008 – 001 presentó mayor temperatura de gelatinización (67,6 °C) en comparación con el clon 2007 – 006 (63,3 °C). El clon 2007 – 006 mostró viscosidad más alta (427 UB) y formó geles más firmes, mientras que el clon 2008 – 001 formó pastas más claras. Ambos almidones presentaron baja retrogradación, preservando la transparencia de las soluciones. Estos hallazgos subrayan la importancia de comprender las propiedades específicas de cada almidón para su aplicación precisa en la industria alimentaria y no alimentaria. (Texto tomado de la fuente).
Zonificación de la demanda hídrica del cultivo de la palma de aceite (Elaeis guineensis. Jacq) bajo las condiciones agroclimáticas del departamento del Cesar
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-05-02) Torres Bernal, Fredy Leonardo; González Murillo, Carlos Alberto; Arias Arias, Nolver Atanacio; Torres Bernal ,Fredy Leonardo [0001753554]; Torres Bernal, Fredy Leonardo [0009000936810703]; Torres, Fredy Leonardo [Fredy-Torres-3]; Agricultura Ambiente y Sociedad
El presente estudio abordó la baja disponibilidad de agua en el departamento del Cesar y los elevados consumos asociados al desconocimiento del requerimiento hídrico y a sistemas de riego de baja eficiencia en el cultivo de la palma de aceite (Elaeis guineensis. Jacq). Estos factores han ocasionado disminuciones en la productividad y un uso ineficiente del recurso hídrico. El objetivo principal fue determinar la demanda hídrica del cultivo de la palma de aceite en zonas con condiciones agroclimáticas homogéneas en el departamento del Cesar. Para lograr esto, se zonificó con metodologías de clúster, evaluando cuatro enfoques diferentes. La metodología de machine learning K-Means distancias euclidianas demostró ser la más adecuada para las condiciones climáticas del departamento. Esta metodología identificó 10 zonas agroclimáticas en el departamento, 8 de ellas aptas para el cultivo de la palma de aceite. En estas zonas, se espera que los requerimientos hídricos de los cultivos sean homogéneos debido a las características similares de suelo y clima. Para determinar la demanda hídrica del cultivo, se obtuvo el coeficiente de cultivo (Kc) en dos edades (10 y 15 años) mediante la metodología de balance hídrico con un modelo experimental de bloques al azar. Se evaluaron 5 tratamientos de riego, y como resultado se obtuvo el consumo hídrico expresado en el Kc. Fue de 0.91 y 0.84 respectivamente. Esta información permitió realizar la estimación del balance hídrico regional para cada zona obtenida. Determinar la demanda hídrica mensual del cultivo de la palma de aceite en zonas homogéneas, lo que permite a los agricultores planificar la gestión del agua de manera eficiente y optimizar el uso de los recursos hídricos disponibles. (Texto tomado de la fuente)
Diseño asistido por computador de un sistema de climatización para invernaderos ventilados naturalmente en el trópico altoandino
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Ortiz Rocha, Gloria Alexandra; Villagran Munar, Edwin Andres; Acuña Caita, John Fabio; Gloria Alexandra Ortiz Rocha [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000033806]; Gloria Alexandra Ortiz Rocha [Gloria Alexandra Ortiz Rocha]; Gloria Alexandra Ortiz Rocha [0000-0002-4137-3837]; Gloria Alexandra Ortiz Rocha [https://www.researchgate.net/profile/Gloria-Ortiz-Rocha]; Gti Grupo de Gestión en Tecnología E Innovación en Biosistemas; Ortiz, Gloria Alexandra [58704045400]
Esta tesis se propuso abordar el desafío de diseñar y evaluar un sistema de climatización para optimizar el microclima de un invernadero tipo capilla con doble ventilación fija construido en el centro de investigación Tibaitata de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria - Agrosavia. Un análisis técnico y bibliométrico del estado del arte en estrategias de climatización para invernaderos. Adicionalmente se identificó la demanda energética de este invernadero y se evaluaron estrategias de optimización microclimática usando dinámica de fluidos computacional y seguimiento experimental en campo. Para cuantificar la demanda energética necesaria, se utilizó un modelo dinámico de balance de energía, considerando la presencia de heladas. El diseño propuesto incluye una pantalla térmica estratégicamente ubicada en el techo y dos paredes, junto con agua en un sistema de tubería negra en el suelo para maximizar la inercia térmica. Esta configuración busca optimizar la eficiencia energética sin depender de fuentes externas, asegurando condiciones microclimáticas ideales para el crecimiento de los cultivos. La evaluación experimental involucró mediciones de temperatura del suelo, de la cubierta, del aire y humedad relativa dentro del invernadero, así como la velocidad del viento, radiación, temperatura y humedad relativa en el exterior. Los resultados obtenidos revelaron que existe un interés activo por el uso de la energía solar y su almacenamiento, especialmente para su aprovechamiento en la condición más crítica, para lo cual se enfocó el modelo dinámico de bance de energía en las perdidas bajo la condición de helada, la aplicación de climatización generó un comportamiento térmico favorable con potenciales mejoras que fueron posible analizar gracias al uso de CFD. Estos resultados respaldan la eficacia del sistema diseñado en la mejora de las condiciones microclimáticas, subrayando su potencial para contribuir a la sostenibilidad y eficiencia en la producción agrícola bajo estructuras protegidas.
Estudio de variables poscosecha que impactan la calidad de cafés naturales variedad Arábica, procesados en Santa Marta, Colombia
(2023) Franco Bayona, Vicente de Jesús; Parra Coronado, Alfonso; Franco Bayona, Vicente de Jesús [1140850527]; Franco Bayona, Vicente de Jesús [0000-0002-9153-7254]
La producción de café de especialidad a partir de prácticas poscosecha amigables con el medio ambiente es cada vez más relevante. Situación que requiere que los cerca de 25 millones de productores de café en todo el mundo adopten estrategias de producción acordes para mantener su competitividad en el mercado. El presente documento tiene como objeto determinar el impacto de variables claves asociadas a la poscosecha de café para construir una metodología de producción de cafés naturales de alta calidad, a partir de las condiciones agroclimáticas de Santa Marta, Magdalena, Colombia. Para esto, se evaluó el impacto del tiempo de fermentación, porcentaje de sombrío en el secado y tiempo de almacenamiento en la calidad de la bebida de café natural, evaluada a partir de la metodología de la Specialty Coffee Association (SCA). De acuerdo con los resultados del análisis estadístico el punto óptimo, mejores resultados de calidad, está en el punto central: 96 h de fermentación S32 (46% sombra) y 55 días de almacenamiento. (Texto tomado de la fuente)
Caracterización espectral de suelos de Colombia a través de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR)
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-01-12) Moreno Melo, Tatiana; Camacho-Tamayo, Jesús Hernán; Moreno Melo Tatiana [0009-0000-1094-7765]; Ingeniería de Biosistemas
Este estudio evaluó la textura de algunos suelos en Colombia mediante la técnica de la espectroscopia NIR, comparándola con métodos tradicionales de laboratorio. La espectroscopia NIR no es invasiva y evita el uso de químicos en la obtención de información del suelo; recurso vital para la biodiversidad. Inicialmente, se caracterizaron las muestras utilizando la cromatografía de Pfeiffer para comprender su relación con la materia orgánica, los microorganismos y los minerales presentes al recolectarlas. Posteriormente, se procesaron las muestras mediante la espectroscopia NIR; con las respuestas espectrales se reveló que, a una longitud de onda de 2000 nm, se identificaron contenidos de arcilla en 9 muestras de suelo provenientes de los departamentos del Cesar, Quindío, Cundinamarca, Meta y Atlántico. Los modelos de calibración utilizados para evaluar propiedades específicas del suelo (A, L, Ar, CO, Ca, Na, BT, Mg, pH) presentaron un coeficiente de determinación (R^2) > 0,6, a excepción del potasio (K) que obtuvo un R^2 de 0,4. Además, se compararon los métodos convencionales del hidrómetro y la pipeta en 100 muestras del departamento del Meta para determinar cuál era más preciso, los resultados de las correlaciones de Pearson indicaron una correlación nula para el limo (0,095) y una correlación moderada para la arena y la arcilla (0,3 y 0,5, respectivamente), lo que reveló deficiencias en la ejecución del método de la pipeta. En conclusión, la espectroscopia NIR demostró ser una técnica adecuada para evaluar la textura y otras propiedades del suelo obteniendo modelos aceptables pese a la cantidad de muestras. (Texto tomado de la fuente)
Bioclimatic evaluation and optimization of the Non-Centrifugal Cane Sugar (NCS) Factory in Caparrapí, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Alvarez Carpintero, Juan David; Osorio Hernanadez, Robinson; Camacho Tamayo, Jesús Hernán
Non-Centrifugal Cane Sugar production in Colombia is an important economic and social factor for the 350,000 peasant families that subsist on this activity. In Colombia, the implementation of industrial factories, called Centrales, has tried to improve the economy of the workers who carry out these activities without technification. So far, there are no bioclimatic studies applied to this type of agroindustrial facilities. Thus, the objective of this study was to develop a computational model to represent the real environment, in the specific case of the Sugarcane Honey Plant, in order to predict its environmental behavior under different scenarios. The results showed adequate temperature levels for the 7am and 9am hours, but with high relative humidity, favoring water vapor condensation, dripping and fungus proliferation. At 2pm, the results showed high temperature values, generating thermal stress in the workers, due to the nature of the work activities at the plant. The proposed alternatives show an improvement in the plant’s environment; however, it is necessary to implement other measures to reduce the thermal stress of the workers.
Automatización, modelamiento y evaluación de un sistema acuapónico NFT para cultivo de Carpa Roja (Cyprinus carpio) y Lechuga Crespa (Lactuca sativa)
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-03-03) Vaca Vargas, Sergio Alejandro; García Navarrete, Oscar Leonardo; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001549579; https://scholar.google.com/citations?user=Y7rrWsMAAAAJ&hl=es&authuser=2; https://orcid.org/0000-0003-2006-4813; Colorado Gomez, Mario Andrés
El presente proyecto de investigación muestra el desarrollo y evaluación de un sistema automatizado para el cultivo de diferentes especies sobre un esquema acuapónico NFT de recirculación simple. Partiendo de una revisión sistemática para la identificación del estado actual de los sistemas acuapónicos automatizados, tecnificados y tradicionales, se obtuvo un panorama de la orientación investigativa además de las variables críticas dentro del sistema y sus rangos óptimos, ratios pez-planta y manejos de caudales para un intercambio adecuado de nutrientes entre los bloques acuícola e hidropónico. Teniendo en cuenta lo anterior y la principal preocupación del Centro de Biotecnología Agropecuaria CBA Mosquera, el levantamiento de datos del sistema para la estandarización de los ciclos productivos y el costo de los equipos, se planteó el diseño y modelamiento de un sistema automatizado que incluyera la medición de pH, oxígeno disuelto, temperatura, turbidez, nivel y flujo en el tanque acuícola, y la activación de válvulas y bombas bajo los modos de control manual y automático, aplicando tecnologías industriales de bajo y mediano costo. Posteriormente se llevó a cabo la evaluación comparativa del rendimiento de biomasa de Lechuga crespa (Lactuca sativa) cultivada en este medio. Como resultado se encontró que el rendimiento de biomasa fue mayor en un 52,82% en comparación con la siembra tradicional en suelo, además se establecieron estadísticas y rangos fiables de las variables medidas permitiendo dar recomendaciones sobre el manejo de oxigenación y recirculación. Cumpliendo con los objetivos planteados y llegando a una solución estandarizada de bajo-medio costo. (Texto tomado de la fuente)
Aplicación de la espectroscopía de reflectancia difusa (NIR) en el estudio de la conductividad eléctrica del suelo
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-03-22) Meneses Suárez, Doris Adriana; Camacho Tamayo, Jesús Hernán; Ingeniería de Biosistemas
La salinidad es uno de los mayores problemas de degradación de suelos agrícolas, por lo que es necesario identificar técnicas que permitan evaluar y monitorear constantemente el suelo. El objetivo de esta investigación fue determinar modelos de predicción para estimar la conductividad eléctrica (CE)del suelo mediante espectroscopía de reflectancia difusa – NIR para suelos provenientes de tres zonas con características diferentes: un inceptisol del C.A.M (Mosquera - Cundinamarca), un alfisol del C.A.G (Espinal – Tolima) y un oxisol del C.I.C (Puerto Gaitán – Meta). Se utilizaron en total 381 muestras de suelos para determinar la conductividad eléctrica (CE) por medio de una relación 1:2. Se obtuvieron firmas espectrales en la región NIR y a partir de esto y con el uso de la metodología de mínimos cuadrados parciales (PLSR) y análisis de componentes principales (PCA) se elaboraron cuatro modelos de predicción, uno para cada uno para cada suelo y uno global. Con estos modelos fue posible estimar satisfactoriamente la CE para el caso del suelo inceptisol y el modelo global, mientras que para los suelos alfisol y el oxisol los modelos presentaron poca capacidad de predicción y representatividad. Se realizó un análisis geoestadístico con los resultados obtenidos de los modelos y se obtuvieron mapas digitales mediante interpolaciones. A partir de los resultados se observó que utilizando la espectroscopía de reflectancia difusa en el rango NIR, se pueden generar modelos con una buena capacidad predictiva para suelos con una CE mayor a 0,5 dS/m cómo fue el caso del suelo inceptisol. (Texto tomado de la fuente)

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