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Facultad de Ingeniería

Un encuentro estudiantil para la investigación

14 proyectos estudiantiles de la Facultad de Ingeniería de la UAO clasificaron en el Encuentro Departamental de Semilleros que se llevó a cabo en Roldanillo para participar en el ‘XIV Encuentro nacional y VIII Internacional de Semilleros de Investigación’ que se realizará del 13 al 16 de octubre en la ciudad de Neiva.

El encuentro nacional tiene como propósito socializar los resultados de las investigaciones estudiantiles realizadas por los semilleros de las distintas regiones del país. Así mismo, buscaba promover el fortalecimiento y articulación de las redes y las comunidades científicas y académicas nacionales e internacionales.

Esta es una oportunidad para que los estudiantes adquieran competencias investigativas y fortalezcan su capacidad de búsqueda e innovación, además de dar a conocer sus iniciativas en un escenario regional y se relacionen con estudiantes de otras Universidades.

En el evento participaron estudiantes de las Ingeniería Biomédica, Mecánica, Ambiental, Electrónica y Telecomunicaciones, Eléctrica y Mecatrónica. Las modalidades en las que participaron los estudiantes fueron: propuesta de investigación y presentación en panel.

De la Facultad de Ingeniería de la UAO se contó con el liderazgo y orientación de los docentes Carlos Fernando Vega, John Jairo Cabrera, Clara Goyes, Diego Martínez, Faruk Fonthal, Yuri López, Ernesto Rodríguez Denis y José Luis Gerardo Ramírez.

Los estudiantes que participaron en la actividad son integrantes de los semilleros de investigación de G-BIO Guía Biomédica, Materiales Avanzados y Nanotecnología, GITCoD, Biomateriales, Energías Renovables, Gestión en Energía y Eficiencia  Térmica – GEET.

Estos espacios permiten el intercambio de ideas y experiencias significativas, y la construcción de saberes que fortalecen el espíritu investigativo en la región, además es una oportunidad para que los estudiantes generen proyectos  con componentes innovadores y de desarrollo regional y nacional.

Investigaciones aprobadas

• Aura Milena Montenegro Calderón, estudiante de Ingeniería Biomédica y miembro del semillero de investigación GUIA Biomédica, grupo de investigación G-Bio participó con el proyecto ‘Diseño de un sistema ergonómico para el transporte de pacientes con obesidad mórbida en situaciones de emergencia a través de escaleras’ con la asesoría del docente Jhon Jairo Cabrera. En diversas situaciones de emergencia el personal de asistencia médica se ve enfrentado al traslado de pacientes a través de escaleras, lo que con frecuencia les genera lesiones como consecuencia del esfuerzo realizado y al mismo tiempo se presentan riesgos para el mismo paciente. Por esta razón, en la investigación se presenta una propuesta para el desarrollo de un dispositivo que permita el traslado de pacientes con obesidad mórbida a través de escaleras, que contribuya a disminuir las lesiones y el esfuerzo realizado por parte del personal asistencial.

• Valeria Marín Montealegre, Cindy Johana Fonseca Ospina, José Manuel Rivera Arbeláez y Margarita Cadena Moreno del programa de Ingeniería Biomédica e integrantes del semillero Problemas, Proyectos y Diseño Conceptual en Ingeniería, con el apoyo del docente Carlos Fernando Vega realizaron el proyecto ‘Desarrollo de una aplicación móvil (tipo software) para optimizar el tiempo de diagnóstico cuando se usa el protocolo Escala de Glasgow en paciente con trauma craneoencefálico (TCE)’, el cual se basa en la concepción, diseño, implementación y operación de un software creado para agilizar el cálculo del grado de daño craneoencefálico que tiene una persona que ha sufrido un accidente. Teniendo en cuenta la metodología de la escala de Glasgow, que  arroja un  resultado de diagnóstico para aplicar el tratamiento pertinente, este sistema está implantado en un dispositivo portable (celular).

• Alejandro Arboleda Carvajal y Manuel Hernando Franco Arias, del semillero de Biomateriales – Grupo de Materiales Avanzados para Micro y Nanotecnología Imamnt y estudiantes de Ingeniería Biomédica, con la asesoría de la docente Clara Eugenia Goyes López realizaron la investigación ‘Fabricación de blancos de hidroxiapatita nanoestructurada para la obtención de recubrimientos biocerámicos en sistemas de pulverización catódica’. Los biocerámicos son usualmente requeridos para restaurar segmentos  óseos del cuerpo humano carentes de su función normal, usados en aplicaciones médicas como la ingeniería de tejidos, en implantes y materiales protésicos. Cada vez más el uso de materiales biocerámicos toma mayor importancia en campos biomédicos orientados a encontrar fuentes o métodos de síntesis de uno de sus precursores como lo es el fosfato de calcio. Entre los distintos métodos  conocidos de síntesis usando diferentes fuentes de calcio y fosfato, se encuentran el método húmedo (precipitación), método sol-gel, y procedimientos hidrotérmicos. En estas técnicas, la elección de materias primas precursoras de calcio y fosfato, es clave en cualquier método a desarrollar. En este proyecto se presenta como una propuesta novedosa que es la utilización de la cáscara de huevo, y el método aplicado para obtener hidroxiapatita nanoestructurada.

• Los estudiantes de Ingeniería Biomédica, Oscar Mauricio Vélez Tabares y Wilson Fernando Pantoja Yela del Semillero de Biomateriales, con la asesoría de la docente Clara Eugenia Goyes desarrollaron el proyecto ‘Obtención de películas poliméricas basadas en dióxido de silicio encapsulado en una matriz de quitosano y glicerol orgánico a través del método de evaporación lenta para aplicaciones biomédicas’. Es común hoy en día el uso de biomateriales en tratamientos médicos, principalmente en tratamientos para pacientes que han sufrido quemaduras, con lo cual se pretende disminuir el riesgo de infección y minimizar el tiempo de recuperación. Este proyecto pretende desarrollar una propuesta de tipo experimental para  obtener una película polimérica basada en una matriz de quitosano y glicerol orgánico con un encapsulado de dióxido de silicio mediante el método de evaporación lenta. El objetivo es la combinación de estos materiales, para lograr una homogeneidad en la película, buscando maximizar las propiedades mecánicas. El propósito es que este proyecto sirva de estudio previo a uno que avance hacia la utilización de pruebas in-vitro. Con la realización del presente proyecto se abre un gran campo en la investigación en ingeniería de tejidos y la estandarización del proceso de obtención de películas poliméricas, las cuales beneficiaran a los pacientes afectados por quemaduras en acceder a un tratamiento eficiente y de menor costo comparado con los tratamientos actuales basados en quitosano. Si bien aún no está claro el precio al consumidor, se estima que esta piel artificial o películas provenientes de quitosano costarán cerca de 60.450 pesos colombianos /cm², un valor muy inferior a las películas sintéticas importadas que se comercializan actualmente a precios diez veces superior.

• El estudiante de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, Mauricio Peña, asesorado por el docente Diego Martinez presentó el proyecto ‘Diseño e implementación de una red de sensores para el monitoreo de temperatura y humedad durante el cultivo del champiñón’, la cual consiste en el diseño e implementación de una red inalámbrica de sensores (Wireless sensor network – WSN) cuya función principal es el monitoreo de variables climáticas, como la humedad y la temperatura, en cultivos de setas comestibles. Los nodos sensores estarán ubicados en puntos estratégicos dentro del invernadero, a partir de medidas puntuales suministradas por estos y un algoritmo matemático se estiman las medidas de las variables  entre los nodos. En el diseño e implementación de este sistema de monitoreo se está haciendo uso del protocolo de comunicaciones IEEE 802.15.4, que es el estándar definido por la IEEE para WSN. La  tecnología utilizada para la implementación de este sistema es el nodo TelosB, que es una plataforma open-source para implementar redes inalámbricas de sensores de bajo consumo de energía.

• Jenny Fernanda Botina y Fernando Guerrero del programa de Ingeniería Eléctrica e integrantes del Semillero de Energías Renovables, con el apoyo del docente Yuri Lopez realizaron el proyecto ‘Análisis del comportamiento de la tensión de circuito abierto (Voc) y corriente de cortocircuito (Isc)de un módulo solar fotovoltaico KC85T con radiación a 25°”. Una de las aplicaciones que está teniendo un desarrollo importante es el de la obtención de energía eléctrica a través del efecto fotoeléctrico. Este es uno de los fenómenos físicos que permiten la conversión directa de la radiación solar en energía,  en donde los factores como lo bien son, la corriente eléctrica y la tensión, se produce a partir de la energía de la radiación electromagnética directamente;  la cual presenta ventajas claras dada su sencillez, modularidad y fiabilidad, por lo que su campo de aplicación se ha hecho muy amplio: desde la utilización en productos de consumo, como relojes y calculadoras, hasta la electrificación de viviendas aisladas o pequeñas comunidades de vecinos, el bombeo de agua, las señalizaciones terrestres y marítimas, las comunicaciones o el alumbrado público. En este sentido, se busca analizar el comportamiento del voltaje de circuito abierto y corriente de cortocircuito del módulo solar fotovoltaico KC85T   y su eficiencia a largo plazo.

• El proyecto ‘Estudio preliminar de la viabilidad de implementación de proyectos energéticos basados en recurso eólico en el municipio de Calima Darién – Colombia’ realizado por los estudiantes de Ingeniería Eléctrica Diego Fernando Valencia e Iván Enrique Zúñiga del Semillero Energías Renovables, plantea el análisis de manera preliminar de la viabilidad de implementar proyectos energéticos de recurso eólico con base en los datos suministrados por el Atlas de Viento y Energía Eólica para una región del Valle del Cauca (municipio de El Darién)  y comparar estos resultados con un estudio preliminar de viabilidad, fundamentado en mediciones del recurso. El proyecto fue asesorado por el docente Yuri Lopez.

• Los estudiantes de Ingeniería Eléctrica Jaime Aristizabal y Fernando Guerrero del semillero de Energías Renovables presentaron el proyecto ‘Estudio preliminar del potencial de radiación solar en Calima, Darién’ con la asesoría del docente  Yuri Lopez. El proyecto surge debido a que en Calima Darién además del buen potencial de energía eólica se cuenta con un buen recurso solar. Se puede aprovechar este recurso para generación de electricidad y de esta manera reducir el impacto ambiental y la dependencia del petróleo, así como lo hacen otras fuentes alternas de producción de energía eléctrica. Las energías renovables son aquellas cuyo recurso principal no se desperdicia, no es desechado, ni quemado o consumido cuando se usa para producir electricidad.

• El proyecto ‘Diseño de un proceso de aseguramiento metrológico de equipos biomédicos para instituciones hospitalarias’ presentado por los estudiantes de Ingeniería Biomédica Miguel Eduardo Benavides Santacruz y Daniel Velasco Romero, con el acompañamiento del docente Ernesto B. Rodríguez Denis responde a la demanda social y las exigencias del gobierno, la cual obligan a las instituciones prestadoras de servicio de salud a moverse en procesos de calidad, llevándolas a instaurar un sistema de gestión de calidad, para mejora de los servicios ofrecidos y donde se incluye el aseguramiento metrológico como un proceso de este sistema. Este trabajo se orienta a mejorar el proceso de calidad de los servicios de salud que se brindan en instituciones hospitalarias, mediante el desarrollo de un plan de aseguramiento metrológico para los dispositivos biomédicos. Se requiere que la calidad sea parte integrante de la cultura de la organización, que se centre en todo momento en las necesidades de los usuarios; y se brinden servicios eficientes, eficaces y efectivos a la población. Como resultado de lo anterior las organizaciones alcanzarán niveles superiores de acreditación como prestadores de servicio de salud; posicionándolas favorablemente ante la comunidad.

• El estudiante de Ingeniera Electrónica y Telecomunicaciones Cristian Alberto Salazar Duran del semillero Materiales Avanzados y Nanotecnología, con la asesoría del docente Faruk Fonthal Rico presentó la investigación ‘Diseño y simulación de diodo emisor de luz verde basado en nanoestructuras de GaN’. No se ha desarrollado un diodo emisor de luz cuyo material emita naturalmente en el espectro visual verde llevándonos a un dispositivo ineficiente. La baja eficiencia de los diodos emisores de luz en el espectro verde tiene como una de sus mayores desventajas su bajo tiempo de vida lo que trae perdidas a nivel industrial, además debido a que el material con el que se construye no emite naturalmente el espectro verde sino que necesita de dopajes para lograrlo no se ha podido desarrollar el diodo LED láser verde, el cual su ausencia en el mercado ha parado el avance de la tecnología láser. En este sentido se busca diseñar y simular un LED que emita en el espectro visual verde usando GaN.

• Jhan H. Pineda y Julián A. Ussa de Ingeniería Mecatrónica e integrantes del semillero Materiales Avanzados y Nanotecnología, con el asesoramiento del docente Faruk Fonthal Rico presentaron la investigación ‘Celdas solares basadas en arreglo con nanoesferas orgánicas’. Un nuevo método para mejorar la eficiencia de las celdas solares son las nanoesferas las cuales pueden ser usadas para fabricar estructuras de cristales fotónicos en 3D dentro del sustrato de silicio, en la celda solar. La dimensión del sustrato es alrededor de 500nm de diámetro y el diámetro que puede llegar a tener la nanoesfera es de alrededor de 50nm. Este proceso se realizará por medio de la técnica spin coating Sol Gel. Después del proceso de deposición de las nanoesferas, se procederá a rellenar los agujeros con un material basado en carbono 60 (C60). La finalidad de este proceso es incrementar porcentualmente la eficiencia de las celdas solares ya que con este método la celda estaría apta para recibir mayor cantidad de fotones provenientes del sol. Se espera desarrollar una celda solar basada en carbono 60 y cristales fotónicos 3D con nanoesferas.

• Los estudiantes de Ingeniería Mecánica David Alberto Marín Quintero y Cristian Hernán García Pulido del Semillero de Investigación Gestión en Energía y Eficiencia Térmica GEET, con el apoyo del docente José Luis Ramírez, desarrollaron un ‘Análisis computacional del sistema de bombeo de un fotobiorreactor solar tubular para la producción de biomasa a partir de microalgas en el departamento del Valle del Cauca, Colombia’. El biodiesel es un combustible que puede ser obtenido de aceites orgánicos, vegetales o animales a través de un proceso denominado transesterificación. Para la obtención de aceites vegetales podemos encontrar las plantas verdes y las algas, estas últimas se cultivan en sistemas ya sea abiertos o cerrados (fotobiorreactor). Se busca obtener una simulación con los esfuerzos cortantes presentes en el interior de la bomba centrifuga.

• Andrés David Caballero Gaviria, estudiante de Ingeniería Biomédica e integrante del grupo GUIA Biomédica – GBIO, con la asesoría del docente John Jairo Cabrera López realizó el proyecto ‘Diseño de un sistema para medición de ángulos articulares en miembros inferiores utilizando acelerómetros’. En los últimos años se han explorado diferentes metodologías de medida y tipos de transductores para desarrollar sistemas de cuantificación de los movimientos humanos. En relación específica con la marcha humana, se han diseñado sistemas ambulatorios de medida, que pretenden ampliar los contextos de captura, evaluación y monitorización del movimiento humano; una vez que los sistemas de captura del movimiento en laboratorio han logrado un desarrollo importante y una presencia comercial significativa en estudios biomecánicos, clínicos y ergonómicos. Se busca diseñar un sistema para medición de ángulos articulares en miembros inferiores utilizando acelerómetros.

• Las estudiantes de Ingeniería Biomédica Jennifer Andrea Hermann Muñoz y Laura Barberena González del semillero Guía Biomédica – Gbio, con el apoyo del docente Jhon Jairo Cabrera presentaron la investigación ‘Monitoreo de variables fisiológicas en isquemia cardíaca inducida en conejo, empleando el modelo de órgano aislado de langendorff’. Los tratamientos médicos que se realizan cuando se presenta una isquemia cardíaca buscan evitar la muerte del tejido, por lo tanto, su realización debe estar limitada a determinados lapsos de tiempo dentro de los cuales los efectos de la isquemia puedan revertirse; a esto se le conoce como ‘ventana de oportunidad’. En la actualidad, se consideran diferentes valores de tiempo dentro los cuales se debe realizar el tratamiento de los pacientes con una posible isquemia cardíaca y así evitar los daños producidos por ésta. Pero el rango de dichos valores de tiempo se hace muy amplio dada la variación de los estudios que se emplean para determinarlos y su directa dependencia con el servicio de salud que se le brinde al paciente. La notoria diferencia entre los tiempos encontrados, denota la necesidad de realizar un estudio experimental, no estadístico, que permita reconocer y determinar un rango de valores de tiempo en un modelo que facilite el registro de las variables cardíacas afectadas por la isquemia; para esto es necesario responder a cuestionamientos tales como cuál es el modelo más adecuado, qué variables deben monitorearse para detectar variaciones en la actividad cardíaca y cómo debe producirse la isquemia para obtener un comportamiento similar al fisiológico. Con la investigación se busca implementar un sistema de Langendorff (monitoreado digitalmente) para el estudio de la función cardiaca de conejo (Orictolagus cunniculus).

 

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