Revista UIS Ingenierías

Aplicaciones de las redes neuronales y el deep learning a la ingeniería biomédica

José Luis Sarmiento-Ramos — lun, 27 jul 2020 14:38:33 -0500

Hoy en día, las redes neuronales artificiales y el deep learning, son dos de las herramientas más poderosas del aprendizaje de máquina, que tienen por objetivo desarrollar sistemas que aprenden automáticamente, reconocen patrones, predicen comportamientos y generalizan información a partir de conjuntos de datos. Estas dos herramientas se han convertido en un potencial campo de investigación con aplicaciones a la ingeniería, no siendo la ingeniería biomédica la excepción. En este artículo se presenta una revisión actualizada de las principales aplicaciones de las redes neuronales y el deep learning a la ingeniería biomédica en las ramas de la ómica, la imagenología, las interfaces cerebro-máquina y hombre-máquina, y la gestión y administración de la salud pública; ramas que se extienden desde el estudio de procesos a nivel molecular, hasta procesos que involucran grandes poblaciones.

Uso de las curvas de Bézier en el diseño de la ley de desplazamiento del mecanismo de leva - seguidor: Esfuerzo efectivo de Von Mises

lun, 27 jul 2020 15:27:14 -0500

Diseñar levas por Curvas de Bézier se ha hecho cada vez más frecuente, puesto que el desarrollo matemático de este método es menos complejo. Las curvas de Bézier son polinomios de base Bernstein bajo un dominio unitario, y en ese sentido, este artículo presenta el diseño de una leva se mediante curvas Bézier de grados 5, 7 y 9. Y más allá, este artículo busca mostrar la variación del esfuerzo efectivo de Von Mises en un mecanismo leva-seguidor compuesto por una leva de disco y un seguidor de rodillo con movimiento de traslación y cierre de fuerza. Se plantean las expresiones que permiten determinar la variación del esfuerzo de Von Mises para cada una de las curvas utilizadas. Esta variación se presenta mediante gráficos en los que se observa que a medida que aumenta el grado de la curva, la magnitud de los esfuerzos es mayor y esto aumenta la probabilidad de fallas en los mecanismos. Además, se encontró que hay una relación inversa entre el esfuerzo y el radio del círculo primario de la leva.

Evaluación de la formación de andradita y carbonatos de calcio durante la síntesis de un geopolímero a partir de escoria blanca y negra

Juan Ochoa-Franco, Alfonso López-Díaz — mar, 30 jun 2020 00:00:00 -0500

En este artículo se evalúa la influencia de la andradita en la resistencia mecánica de un geopolímero sintetizado a partir de escoria blanca de horno convertidor y escoria negra de horno eléctrico. Como activadores se utilizó hidróxido de sodio 12 M y silicato de sodio 5 M. El hidróxido de sodio se mantuvo constante en 5% y en 15% en silicato de sodio. Se añadió material cerámico en proporciones del 5%,10%, 15% y 20%. El curado de la pasta se hizo a temperatura ambiente durante 24 horas. El tamaño de partículas de la escoria blanca y del material cerámico fue de 150 μm. Se utilizó XDR y MEB para analizar los posibles mecanismos de formación de la andradita y del carbonato de calcio. Se fallaron las muestras en la maquina universal de ensayos. Se determinó la influencia de los compuestos químicos formados en la resistencia a la compresión. Los resultados indican que las condiciones propuestas son adecuadas para la formación estructuras cristalinas propias de los materiales geopoliméricos.

Predicción de riesgo crediticio en Colombia usando técnicas de inteligencia artificial

Diego Borrero-Tigreros, Oscar Fernando Bedoya-Leiva — lun, 27 jul 2020 16:12:16 -0500

En este artículo se proponen modelos para la predicción de riesgo crediticio en Colombia utilizando diferentes técnicas de inteligencia artificial. Estos modelos se pueden usar como apoyo por el área de gestión de riesgo en los bancos y tienen como objetivo identificar clientes que podrían incurrir en un estado de mora generando un posible riesgo de crédito para las entidades financieras. En particular, se proponen modelos basados en tres técnicas de aprendizaje supervisado (redes neuronales, árboles de decisión y máquinas de soporte vectorial) para predecir el próximo pago de la cuota de un cliente a partir de datos básicos de la operación, del cliente y de pagos de cuotas anteriores registradas. De acuerdo con los resultados obtenidos, los árboles de decisión resultan ser más exactos que las otras técnicas utilizadas para la predicción de riesgo crediticio con un área bajo la curva ROC de 88.29%. Los modelos propuestos alcanzan exactitudes similares y en algunos casos superan las exactitudes reportadas en algunos trabajos del estado del arte.

El análisis del error humano en la manufactura: un elemento clave para mejorar la calidad de la producción

Yaniel Torres-Medina — mié, 29 jul 2020 18:40:31 -0500

A pesar del creciente nivel de automatización industrial, el ensamblaje manual continúa desempeñando un rol fundamental en diversos sectores de la manufactura. Sin embargo, las operaciones de tipo manual son susceptibles de errores humanos que ocasionan problemas de calidad y pérdidas económicas. El presente artículo se propone mostrar algunos métodos que permiten identificar diferentes tipos de errores y evaluar la influencia de factores que afectan el desempeño del trabajador. Se muestran, en particular, los métodos SHERPA y HEART. Igualmente se discute sobre la importancia de considerar la complejidad del ensamblaje por su negativo impacto en la carga cognitiva del trabajador lo que puede aumentar la probabilidad de error. En el artículo se emplean conceptos provenientes de la literatura especializada y se realiza una articulación de varias ramas del conocimiento tales como la ergonomía, la ingeniería industrial y la fiabilidad de sistema.

Estimación de parámetros en transformadores monofásicos empleando medidas de tensión y corriente

lun, 21 sep 2020 17:44:54 -0500

En este artículo se presenta una metodología para la estimación de parámetros en transformadores de distribución considerando medidas de tensión y corriente mediante un modelo matemático de programación no lineal (PNL). Este modelo de programación es desarrollado a través de la aplicación de las leyes de Kirchhoff al modelo del circuito equivalente del transformador. Para resolver el modelo de PNL resultante se emplea el sistema de modelado algebraico general conocido como GAMS. La metodología de optimización propuesta se desarrolla a manera de tutorial con un ejemplo de implementación el cual corresponde a un transformador monofásico de 20 kVA y una relación de transformación de 8000/240 V. Los resultados numéricos muestran que la estimación paramétrica en transformadores mediante el modelo de PNL propuesto representa adecuadamente el comportamiento eléctrico de estos dispositivos en relación con su funcionamiento para diferentes escenarios de carga a los que se encuentren sometidos. Todas las simulaciones fueron realizadas con la versión 25.1.3 de GAMS licenciado por la Universidad Tecnológica de Bolívar.

El modelo tecnológico para la implementación de un proceso de educación ubicua en un ambiente de computación en la nube móvil

Carmen Inés Báez-Pérez, Clifton Eduardo Clunie-Beaufond — mié, 29 jul 2020 18:59:37 -0500

Este artículo presenta una propuesta de un modelo tecnológico que buscar servir de punto de partida para implementaciones de soluciones educativas, que apoyen procesos de formación por medio de la educación ubicua; este modelo se implementó sobre una plataforma tecnológica basada en Computación en la Nube Móvil (Mobile Cloud Computing - MCC), que se soporta sobre tecnologías en la nube computacional (Cloud Computing). Para validar la aplicación del modelo, se implementó un caso de estudio, el cual se basa en el tema de Resolución de Problemas Matemáticos, tema que se desarrolla en asignaturas de primeros semestres a nivel universitario. La implementación se realizó mediante el desarrollo de una app (aplicación para dispositivos móviles) utilizando la plataforma Microsoft Azure, como plataforma de Computación de Nube Móvil y las herramientas de desarrollo C# y ASP:NET. El manejador de base de datos usado es MySQL.

Análisis de la operación en estado estable de una red eléctrica de baja tensión con inyección de potencia de sistemas fotovoltaicos

mié, 29 jul 2020 19:15:09 -0500

Este trabajo presenta el estudio de una red eléctrica de baja tensión en estado estable con inyección de potencia de sistemas fotovoltaicos (SFV), con el propósito de cuantificar el impacto a partir de indicadores asociados al valor eficaz, perfil de tensión, desbalance, pérdidas en los conductores y sentido de flujos de potencia. La red modelada fue estudiada para cinco escenarios de ubicación de SFV y diez porcentajes de inyección de potencia FV (1%, 3%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 50%, 75% y 100% de la capacidad nominal del transformador). Se realizó un análisis cuasi dinámico con pasos de una hora durante un año. Los resultados indican que el impacto producido en los parámetros eléctricos analizados depende del lugar y de la capacidad instalada de los autogeneradores FV; los porcentajes de inyección superiores al 50% son desfavorables para esta red en los cinco escenarios.

Características mecánicas y térmicas de un poliuretano elaborado a partir de aceite de higuerilla (ricinus communis) para la adhesión de elementos estructurales de guadua angustifolia kunth

mié, 29 jul 2020 19:55:27 -0500

En las últimas décadas se ha intensificado la búsqueda de materia prima proveniente de recursos renovables para la producción de polímeros, elastómeros, resinas, espumas, etc., que disminuyan el uso industrial de compuestos petroquímicos. En este trabajo se usó el aceite extraído de la semilla de higuerilla (Ricinus communis) por su contenido de ácido ricinoleico (92,3 %), por su fácil producción y por no ser comestible; la síntesis del poliuretano adhesivo se hizo a través de reacciones de transesterificación y polimerización; con él se pegaron láminas de Guadua angustifolia Kunth y se determinaron las características mecánicas de la estructura; se obtuvo que la resistencia a la compresión paralela a la fibra es de 43±3 (MPa), y la cortante paralela a la fibra es de 5,9±0,9 (MPa). La determinación de la relación molar adecuada y el seguimiento de la reacción durante la síntesis se hicieron con espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier y la estructura del producto final se analizó con difracción de rayos X. A través de calorimetría diferencial de barrido se obtuvo la temperatura de transición vítrea del producto de -26.4 °C y se usó la técnica de relajación térmica para medir su calor específico, mientras que su difusividad térmica y el coeficiente de dilatación térmica se estimaron con la técnica fotoacústica.

Diseño y simulación de un sistema mecánico para el mecanizado de piezas e impresión en 3D (x, y, z)

Luis Miranda-Molina, Asdrubal Quinayas-Ortiz, Gabriel Peña-Rodríguez — jue, 30 jul 2020 15:20:57 -0500

El diseño y la simulación de un sistema multifuncional para el mecanizado de piezas mecánicas y la impresión en 3D (x, y, z) utilizando el software CAD Solid works, se utilizó para determinar el comportamiento estático del sistema con el análisis de tensión, deformación, desplazamiento, factor de seguridad, pandeo, fatiga y frecuencia. Para lo anterior, se determinó que la base lateral soporta una tensión de 3.5x10⁸ Pa, causando un desplazamiento de 25 mm y una tensión unitaria equivalente (ESTRN) de 0.0012. La base guía un daño acumulado del 300% del deterioro, reduce su vida útil a un rango entre 1x106 y 1x1065 ciclos de utilidad y un factor de seguridad (F S) entre 104.632 a 7869.86. Por otro lado, la base transversal tiene un porcentaje de daño acumulado máximo de 4.10535 y un rango de ciclo de vida que varía de 24358.5 a 1x106 con un SF mínimo de 5974.

Control óptimo en tiempo discreto para un péndulo con rueda de reacción: un enfoque de control basado en pasividad

Oscar Danilo Montoya Giraldo, Walter Julián Gil-González, Federico Martín Serra — mié, 23 sep 2020 10:10:19 -0500

Este documento presenta el diseño de un controlador para el péndulo con rueda de reacción usando una representación discreta a través de la técnica de control óptimo inverso desde el punto de vista de análisis basado en pasividad. La principal ventaja del controlador propuesto es que este permite garantizar estabilidad asintótica en el sentido de Lyapunov a través de una función cuadrática. Los resultados numéricos demuestran que el diseño de control óptimo inverso tiene in desempeño superior en comparación con enfoques continuos basados en Lyapunov y control basado en pasividad por inyección de interconexión y amortiguamiento. Una ventaja adicional del método de control óptimo inverso es su fácil implementación, ya que no requiere de la inclusión de estados adicionales (acciones integrales) y sólo requiere una discretización básica empleado un único paso hacia atrás. Todas las simulaciones presentadas en este trabajo han sido implementadas en el software MATLAB/OCTAVE empleando código en la ventana de desarrollo.

Tendencias metodológicas en la evaluación del grado de contaminación y de riesgos por metales pesados presentes en sedimentos viales urbanos

Angélica Goya-Heredia, Carlos Alfonso Zafra-Mejía, Juan Pablo Rodríguez-Miranda — jue, 30 jul 2020 16:51:37 -0500

El objetivo principal de este artículo es analizar las tendencias a nivel mundial en el uso de métodos para evaluar la contaminación por metales pesados (MP) asociados con el sedimento vial (SV) urbano. Se realizó una revisión sistemática de literatura entre los años 1995-2018. Se empleó un índice de frecuencia de citación con el fin de establecer un orden de importancia para las categorías detectadas. Los resultados muestran el siguiente orden de importancia para las categorías detectadas: enriquecimiento metálico (87,0%) > riesgo sobre la salud (55,8%) > riesgo ambiental (35,1%). Los métodos de preferencia mundial para cada una de las categorías son el índice de geo-acumulación (55,8%), cociente de riesgo no cancerígeno (50,6%) e índice de riesgo ecológico (31,2%), respectivamente. Estas preferencias están posiblemente condicionadas por la existencia local de información de concentraciones de fondo de MP, dosis diarias de inhalación de partículas vinculadas a SV, factores de toxicidad por ingesta/contacto dérmico con MP, y factores de emisión de partículas de SV. Los MP de mayor relevancia son Pb (98,0%), Cu (94%) y Zn (90%). No obstante, también se destacan Cr-Cd-As por su elevado riesgo ecológico y cancerígeno.

Evaluación del sistema de tratamiento de agua potable (STAP) en la urbanización San Fernando - Los Patios, Colombia. Eficiencia y calidad

mié, 26 ago 2020 10:58:10 -0500

La calidad del agua para consumo humano en el municipio de Los Patios en Colombia depende un 60% de los Sistemas de Tratamiento para Agua Potable (STAP) independientes, estos se adaptan de acuerdo con la población que la conforma en el 2014 y los recursos propios. La Urbanización San Fernando realiza el tratamiento de manera eficiente garantizando la calidad del agua para consumo humano, por lo tanto, el estudio de campo se basa desde un enfoque cuantitativo y un método que describe los resultados del análisis de las muestras tomadas a la entrada y salida del STAP, para evaluar la eficiencia y calidad del sistema se caracteriza la muestra a partir del análisis de los parámetros físico-químico y microbiológicos en la entrada y salida del sistema en el Laboratorio de aguas de la Universidad Francisco de paula Santander. Los resultados físicos y microbiológicos identifican la eficiencia del sistema y del operario indicando la calidad del agua por los valores en los parámetros medidos de acuerdo con el decreto 1575 de 2007 y el 1525 de 2007 por el Ministerio de la Protección Social en Colombia. Los análisis químicos detectaron un alto porcentaje de dureza al calcio en la muestra de la salida del sistema, lo cual se reporta a los directivos de la urbanización. De acuerdo con esto se realizan los controles y el seguimiento pertinente en el proceso para potabilización y consumo del agua, sin dejar de lado los hábitos de almacenamiento del agua por la comunidad en cada vivienda.

Empleo del residuo agroindustrial del plátano como sustituto parcial del feldespato en la formulación de pasta cerámica

Jessica Sánchez-Zúñiga, Jorge Sánchez-Molina, Anderson Flórez-Vargas — mié, 02 sep 2020 15:51:23 -0500

El objetivo de esta investigación fue analizar el uso de residuos agroindustriales del plátano como sustituto de feldespato para el desarrollo de baldosas cerámicas que cumplan con la Norma Técnica Colombiana - NTC 919. Para ello, se diseñaron probetas con diversas mezclas en harinas y cenizas del residuo agroindustrial y otras con la fórmula cerámica convencional (muestra patrón). En todas las mezclas se determinó las propiedades físico-cerámicas y densidad. La mezcla alternativa que mejor resultado mostró se continuó analizando con Fluorescencia de Rayos X (FRX), Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopia por Barrido Electrónico (SEM, por sus siglas en ingles). Las propiedades físico-cerámicas evidenciaron una mejor aptitud en las probetas preparadas con 5% de harina de cascara de plátano. Los análisis del FRX muestran un predominio del silicio y el aluminio, probablemente asociado a la mullita, según el DRX; lo anterior, también se pudo observar en las imágenes por microscopia. Los resultados de los análisis revelan un producto con una calidad dentro lo permitido por la norma NTC 919.

Las Aplicaciones de energía cinética en electromovilidad autónoma y sostenible

Cristóbal Ariel Varela-Chavez — sáb, 05 sep 2020 11:52:10 -0500

La principal limitación de los vehículos eléctricos es su dependencia de recarga en red eléctrica domiciliaria o electrolinera, de oferta limitada; condicionando la autonomía del automóvil. Es necesario estudiar alternativas de recarga o regeneración de energía para automóviles eléctricos; la energía cinética es una opción. Se realizó una revisión sistemática de literatura, usando los índices Scimago, Scielo, Google Académico y Doaj, seleccionando 23 de 40 artículos publicados entre 2007 y 2019, utilizando las palabras clave, energía cinética, electromovilidad, regeneración eléctrica, recarga de baterías, autonomía, vehículos eléctricos, frenado regenerativo, máquina eléctrica, amortiguadores acumuladores, KERS, sostenible. En 7 artículos se destacan ventajas de los dispositivos cinéticos para mejorar la autonomía versus la recarga de otros acumuladores; evidenciándose propuestas para mejorar la recarga o regeneración con opciones tecnológicamente posibles, pudiendo tener mejor desempeño; confirmando la necesidad de explorar aplicaciones cinéticas que apuntan a la electromovilidad. Esto permite pensar en automóviles eléctricos de mejor autonomía y costo-beneficio; con una visión de electromovilidad más sostenible.

Diseño de dispositivo mecánico para determinar el torque de inserción de mini implantes dentales

Javier Roldán-Mckinley, Karolan Polo-Cano, Carolina Rodríguez-Heilbron — mié, 02 sep 2020 19:16:42 -0500

Los mini implantes dentales son tornillo que se insertan temporalmente en el maxilar de un paciente como anclaje para generar una fuerza y mover una pieza dental. Este artículo presenta el diseño de un dispositivo para la determinación del torque de inserción de mini implantes dentales autoperforantes en una probeta de hueso porcino. El mecanismo propuesto no requiere de accionamiento eléctrico. La entrada de potencia se da mediante el torque resultante del efecto del peso actuando sobre una polea a través de una cuerda. El dispositivo está compuesto por tres transmisiones para la transformación de movimiento: transmisión por polea, engranajes cónicos de dientes rectos, y un mecanismo piñón-cremallera. Este último permite el avance longitudinal al tiempo que se da la rotación de la herramienta, haciendo posible el rompimiento del hueso e inserción del mini implante. A partir de la fuerza de inserción y de la velocidad recomendada para la transmisión piñón-cremallera, y teniendo en cuenta la eficiencia de cada estación de transmisión, se estableció la potencia de accionamiento del dispositivo. Para el caso de estudio se diseñó un portaherramientas adecuado para mini implante marca HUBIT Co x 1.4mm. Se consideraron tanto el diseño por fatiga como el diseño estático para el dimensionamiento de los ejes. El análisis de movimiento realizado permitió verificar que no existe interferencia entre ninguna de las piezas en contacto, permitiendo el avance del tornillo mediante la inclusión de un cuñero deslizante.

Análisis de las mediciones de un equipo diseñado para registrar corrientes de rayo en Barrancabermeja - Santander, utilizando las redes de localización de rayos LINET y LMA, en el periodo 2018-2019

Edison Soto-Ríos, Yenny Esmeralda Burbano-Burbano, Wilfred Yesid García-Gómez — sáb, 05 sep 2020 11:42:38 -0500

Este trabajo presenta el análisis de los registros adquiridos más importantes, durante un periodo de cuatro meses, de un equipo de medición de corriente de rayo instalado en Barrancabermeja – Colombia. Se enseña inicialmente la instrumentación necesaria para adquirir las señales de corrientes y se evidencia la obtención de un total de 68 señales que se entran a analizar. Con el fin descartar eventos que no correspondieran a rayos, las mediciones se compararon con los registros de la Red Colombiana de Detección Total de Rayos con tecnología LINET, y para establecer si correspondían a impactos directos se contrastan con los datos suministrados por la red DABEIBA-LMA (Lightning Mapping Array) ubicada en la misma ciudad de instalación del equipo. Con base en lo anterior, se logran establecer los eventos que corresponden a perturbaciones externas o a eventos producidos por rayos cercanos. En este artículo, de acuerdo con los resultados obtenidos, se encontró que los registros debidos a rayos corresponden a tensiones inducidas originadas por eventos intra-nubes.

Evaluación de la resistencia a la corrosión de un acero fabricado por manufactura aditiva mediante técnicas electroquímicas

dom, 06 sep 2020 11:18:38 -0500

La manufactura aditiva de metales ha sufrido una revolución en los últimos años, pudiéndose incorporar en diversas industrias como la aeronáutica, automotriz e incluso en la medicina, permitiendo la fabricación de partes complejas con un menor número de pasos en el proceso, lo que se traduce en ahorro de material y reducción de costos. En este artículo se realiza el monitoreo del estado de corrosión de un acero de bajo carbono obtenido mediante la deposición de capas consecutivas, evaluándose a través de la técnica de impedancia electroquímica y ruido electroquímico, inmerso en una solución 0.1 M de NaCl, estableciendo una comparativa entre el metal de aporte y el material depositado. Las capas del material son caracterizadas microestructural y mecánicamente mediante microscopía electrónica de barrido y microdureza Vickers. De forma global, los resultados muestran una buena respuesta del material ante la acción del electrolito transcurrido el tiempo de inmersión, Por otro lado, los resultados microestructurales permiten identificar la formación de 3 zonas debido al enfriamiento en gradiente del material. La microdureza del acero no muestra grandes cambios entre las zonas, sin embargo, hay un ligero aumento en la zona intermedia debido a la reducción en el tamaño del grano. Estos estudios permiten a investigadores conocer el comportamiento de estos materiales en aplicaciones que demanden el contacto con soluciones corrosivas de esta naturaleza.

Los efectos de graficar un indicador bursátil en un gráfico de control tradicional X y S: perspectivas, análisis de la operatividad del indicador y causas asignables para tomar decisiones en el mercado

Javier Orlando Neira-Rueda, Andrés Carrión-García, Wilman Romero-Arenis — lun, 07 sep 2020 13:35:19 -0500

El presente artículo estructura indicadores bursátiles de tal forma que puedan ser analizados por medio de un gráfico tradicional de control de procesos Shewhart. Un gráfico muy utilizado en la industria para controlar variables altamente correlacionadas con procesos. Estos gráficos tienen el fin de asignar causas a posibles cambios en el comportamiento normal de los datos. De igual forma, cualquier intento por obtener puntos de vista estadísticos que ayuden a tomar decisiones de inversión con bajo riesgo es bienvenido, ya que un error en la toma de decisiones en el mercado bursátil puede conllevar a una gran pérdida económica para los inversionistas. En el presente documento se muestran los resultados de lo analizado y se relacionan las recomendaciones para construir un gráfico de control Shewhart X y S con indicadores bursátiles, con el fin de definir sus prestaciones.

Acreditación ABET en Universidades Colombianas: oportunidades y barreras

mar, 08 sep 2020 11:07:26 -0500

La acreditación es un tema contemporáneo en la educación superior, particularmente en ingeniería. Existen variedad de opiniones sobre las oportunidades y barreras para emprender este proceso dentro del contexto colombiano. Este estudio comparó las ventajas y desventajas de varias experiencias publicadas en la literatura sobre la acreditación internacional ABET. Dentro de la ventaja se identificaron la formalización de una cultura de mejora continua y calidad en la educación, como también, la integración entre la misión institucional, los objetivos educativos del programa, los planes de estudio y los resultados de aprendizaje. Por el contrario, dentro de las barreras se identificaron los altos costos asociados en el desarrollo de la acreditación, así como la adaptación de los programas a nivel curricular y reglamentario para cumplir con los requisitos. La recopilación de experiencias sobre el proceso de acreditación ABET es una contribución significativa a los programas de universidades públicas en Colombia que buscan la acreditación internacional.

Supervisión de salud estructural mediante algoritmos de optimización Firefly y elementos finitos

mar, 08 sep 2020 14:17:08 -0500

En este estudio, se investiga una técnica novedosa para la detección de daños múltiples de estructuras mediante la caracterización modal para evaluar la respuesta dinámica de la estructura dado un modelo de daño. El problema de identificación de daños se plantea como un problema de optimización que se resuelve utilizando un algoritmo de optimización tipo firefly. La función objetivo se basa en un modelo de daño numérico que considera la respuesta modal de las estructuras. Mostramos algunos detalles de implementación y discutimos los resultados obtenidos para un problema de referencia utilizado para evaluar el rendimiento del método y sus ventajas para el monitoreo de la salud estructural.

Business Games como herramienta pedagógica para el desarrollo de habilidades en la toma de decisiones

Diego Mauricio Mafla-Cobo, Diego León Peña-Orozco, Luis Adrian Lasso-Cardona — mié, 09 sep 2020 13:15:33 -0500

Antes de la segunda guerra mundial, el trabajo del Ingeniero Industrial se centraba en estudios de distribución en planta, control de calidad, producción e inventarios. En la actualidad, se requiere que estos profesionales también ejecuten actividades económicas. El artículo presenta un modelo de juego de simulación empresarial que sirva como herramienta pedagógica en el proceso de enseñanza-aprendizaje para el área de toma de decisiones, en las disciplinas de marketing, producción y finanzas. La investigación se desarrolló en cuatro fases: recolección de datos, construcción del marco de referencia, construcción del diseño y pruebas. Se sentaron las bases teóricas y prácticas para futuras investigaciones que mejoren el modelo propuesto con la adición de técnicas de Inteligencia Artificial, Machine Learning y Deep Learning, que optimicen el procesamiento de datos y brinden un mejor apoyo al proceso de toma de decisiones.

Síntesis y modelado de un mecanismo para corrección de displasia de cadera en perros de raza mediana y grande

Martin S. Herrera-Perez, Diego F. Villegas, Juan D. Joya-Cadena — vie, 11 sep 2020 17:29:24 -0500

La displasia de cadera es una enfermedad incurable pero tratable que afecta a razas de perros medianas y grandes. Aparece como resultado de trastornos genéticos, sobrepeso y la atención brindada a los perros. Actualmente, no existen mecanismos especializados que brinden comodidad a la vida de estas mascotas, al tiempo que se adaptan a la condición canina y promueven el uso de sus patas traseras hasta que se pierda por completo la movilidad. Por lo tanto, en el presente estudio, se sintetizó y modeló un dispositivo versátil para ayudar a mejorar la calidad de vida de los perros, tomando como referencia la raza "Pastor Alemán". Fue diseñado teniendo en cuenta la salud y el bienestar de estos animales, considerando la movilidad y la seguridad de sus extremidades. Este dispositivo utiliza un mecanismo de eslabones para proporcionar soporte estructural a los perros, al tiempo que permite la movilidad dentro de un rango de movimiento específico. Proyectando una posible incorporación de un sistema de engranaje y resorte que controla el peso levantado por el dispositivo, para que los perros utilicen parcialmente sus patas traseras. El comportamiento estático y dinámico de este mecanismo fue modelado matemáticamente, encontrando una solución óptima.

Cuantificación del error humano en la cadena de suministro: caso de estudio en los servicios de transporte terrestre

Luis Saavedra-Robinson, Sergio Páez-Sarmiento, Jhon F. Ramírez — sáb, 12 sep 2020 12:51:06 -0500

Esta investigación presenta un acercamiento desde la ergonomía cognitiva en la determinación del error humano en el sector logístico, particularmente para el caso del transporte terrestre de carga. Para ello se aplicaron los métodos de Systematic Human Error Reduction and Prediction Approach – SHERPA y Success Likelihood Index Method – SLIM en tres empresas participantes del estudio. Se identificaron errores en la generación del costo del servicio (T1), en el ingreso de datos del servicio (T2), en la notificación a los clientes de las novedades del servicio (T3) y en la preparación de la documentación para los conductores (T4). Se cuantificaron los errores cuya probabilidad de ocurrencia oscilaron entre un 24,8% y 34,2%. Se determinó la fiabilidad de cada error como un sistema independiente, en cuyo caso el resultado arrojado para las tareas T1, T2 y T3 fue del 80% y del 75% para T4.

Metodología para el diseño computacional de andamios a ser utilizados en reparación ósea

Diana Reboledo-Grau, Gabriela Martínez-Bordes — vie, 18 sep 2020 12:21:57 -0500

Los andamios son unas estructuras personalizadas, cuyo diseño influye en el crecimiento celular para la reparación del tejido. Sin embargo, aún se encuentran en constante estudio para lograr todos los requerimientos biológicos. En este trabajo se propone una metodología y se evalúa numéricamente, utilizando el método de los elementos finitos, el comportamiento de varios diseños de andamio, Se evalúan diferentes geometrías variando el material (Titanio-Aluminio-Vanadio (Ti6Al4V) y ácido L poliláctico (PLLA) y tamaño del poro. Posteriormente, después de seleccionar los diseños más acordes con la rigidez de la estructura ósea donde se implantarán, se evaluó la viabilidad de los andamios en un ensamble andamio-hueso-placa en dos etapas de sanación. La inicial, cuando no hay hueso dentro del andamio, y la final de reparación, cuando el andamio está lleno de material óseo. Para su evaluación, se propuso una geometría de andamio equivalente utilizando técnicas básicas de homogenización. Se observó que el hueso dentro del andamio de Ti6Al4V, aumenta significativamente las propiedades mecánicas de la zona, pudiendo generarse importantes zonas de concentración de esfuerzo. Esto pone en evidencia la conveniencia de que el andamio sea biodegradable para evitar lesiones posteriores al paciente, debido a la diferencia de rigidez a lo largo del fémur. En esta evaluación se tomaron en cuenta solamente dos materiales biocompatibles como lo son el Ti6Al4V y el ácido L poliláctico (PLLA) (biodegradable). La selección de estos obedeció a la amplia información que existe en la literatura sobre esta afirmación más que a un estudio riguroso de las propiedades de estos.

Academia, datos y reproducibilidad de la ciencia

Alexander Martínez-Méndez, Luis Alberto Nuñez — mar, 30 jun 2020 00:00:00 -0500

La pandemia de COVID-19 ha catalizado una serie de prácticas académicas y cuando la superemos, la geografía y, sobre todo la dinámica de los grupos de investigación será otra. Quizá seremos más eficaces, pero el rasgo que será más indeleble de ese cambio lo constituirá la incorporación cotidiana de prácticas de ciencia abierta, repetible y reproducible. El cambio cualitativo de la investigación a la “e-investigación”, describe nuevas formas de producción y diseminación del conocimiento e impone nuevas metodologías para manejar, administrar, analizar y preservar este “diluvio de datos”. La repetibilidad y la reproducibilidad de los resultados científicos en la ciencia centrada en datos ha sido detectado como un un problema creciente. Las publicaciones académicas están llamadas a transformarse, exigiendo acceso a los datos y aplicaciones computacionales que soportan los resultados. En esta nota editorial comentamos y reflexionamos sobre algunas de las metodologías y herramientas que se disponen para promover la repetibilidad/reproducibilidad de los experimentos. Discutimos el enfoque metodológico que emerge del Instituto Turing del Reino Unido. Presentamos una evaluación de las herramientas para construir repositorios de datos que existen actualmente.