Examinando por Materia "Estabilidad"
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Publicación Acceso abierto Construcción y Control de Vuelo de un Drone Esferico(Universidad EIA, 2015) Ramírez Vega, Juan DiegoEn este documento se presenta la implementación de un sistema de control difuso para la estabilidad de un helicóptero tipo quadrotor que tiene como unidad de procesamiento un Arduino Mega 2560 con una unidad de medida inercial 9 DOF RAZR. Primero se desarrolló la construcción de la plataforma de vuelo, junto con la validación del diseño obtenido y selección de materiales. En segundo lugar se seleccionó los componentes electrónicos de la plataforma de vuelo, así como su sistema de comunicación. Descripción de la obtención del modelo teórico y empírico del sistema. Donde el primero utilizó las fuerzas de empuje, y los momentos de arrastre generados por cada uno de los motores para describir la dinámica y cinemática del sistema. En cambio en el modelo empírico se excito el sistema mediante una señal pseudoaleatoria binaria y se restringía los movimientos de tal forma que se solo se dejaba uno para identificar. Para la estabilización del sistema se utiliza un controlador fuzzy el que tiene como entradas el error y la derivada del error y tiene como salida la potencia necesaria para cada motor para alcanzar la estabilidad del sistema.Publicación Acceso abierto Control de Trayectorias de un Vehículo Aéreo No Tripulado de Alas Rotatorias Tipo Quadrotor en Ambientes Exteriores(Universidad EIA, 2011) Benjumea Giraldo, Jorge AlejandroEste trabajo de investigación está dirigido a la implementación de algoritmos de control para lograr la estabilidad de una aeronave tipo quadrotor que logre generar trayectorias simples, con una aplicación futura de tomar fotografías a alturas indicadas, para la ejecución de determinadas tareas específicas. Para lograr la construcción de esta herramienta, se profundizó en aspectos de optimización del diseño, modelamiento de la aeronave, análisis de elementos finitos, simulación y evaluación de controladores, y ejecución de pruebas de vuelo. La aeronave esta provista de cuatro subsistemas: El subsistema sensorial consta de una unidad inercial de 9 grados de libertad, la cual está dotada de tres sensores: giroscopio, acelerómetro y magnetómetro, cada uno de ellos de tres ejes, y un microcontrolador ATmega328P el cual se encarga de procesar y analizar la información proveniente de estos sensores. Este subsistema también está provisto de un sensor de presión barométrica SCP1000-D01, el cual es usado para establecer la altura en que se encuentra la aeronave respecto al nivel del mar, y dispone de un GPS Venus634FLP el cual provee una actualización de datos cada 10Hz. Para el subsistema de comunicación se emplearon dos módulos XBee Pro 900 XSC, los cuales dan una cobertura aproximada de 9 kilómetros a línea de vista, esto debido a que cada módulo está dotado con una antena de 5dBi de ganancia. En el subsistema de video se utilizó una cámara Sony KX191, que provee un formato NTSC de 520 líneas y a su vez tiene la modalidad de adquisición de imágenes en modo nocturno. El video es enviado a través de un transmisor de video de 2.4GHz a 1000mW. El subsistema de propulsión, está dotado de 4 motores NTM de 1200Kv a 250W cada uno, esto con el fin de que el helicóptero tuviera una capacidad de despegue aproximadamente de 4000 gramos. Las hélices utilizadas fueron de 8 pulgadas marca APC Slo-Flyer. Respecto a los controladores de estabilidad del quadrotor, se sacaron modelos lineales de cada eje de la aeronave, y posteriormente se hicieron varios diseños de controladores digitales que fueron probados y evaluados para determinar su desempeño. En el control de trayectorias se diseñó un control que permitió generar trayectorias simples. En cuanto el diseño de la aeronave, el tema de la seguridad tuvo una importante relevancia, ya que este dispositivo será una herramienta académica y se utilizará en espacios concurridos de la universidad.Ítem Acceso abierto Diagnóstico de problemas de cimentaciones en centros educativos rurales en Antioquia: aplicación a la Institución Educativa Chaparral(Universidad EIA, 2023) Chami Julian, Eduardo Alejandro; Hincapié Herrera, Karen Yulieth; Blandón Uribe, Carlos AndrésRESUMEN: en Colombia, más específicamente en Antioquía, algunos estudios realizados en diversas instituciones educativas rurales muestran que un número importante de edificaciones escolares en la zona rural están afectadas debido a problemas relacionados con las fundaciones. Es posible evidenciar daños a nivel estructural y no estructural debido a asentamientos, inestabilidad del terreno y a procesos de cambios volumétricos del suelo. Este trabajo pretende encontrar alternativas de intervención a esta problemática basándose en el caso específico que se presenta en el bloque norte de la Institución Educativa Rural Chaparral del municipio de Guarne, para esto se realizaron estudios geotecnicos basicos para determinar parámetros geomecaicos del suelo, así como un seguimiento de las fisuras que presenta la estructura. Con los estudios realizados se logró determinar que el problema de fisuración se debe principalmente a dos factores, la estructura no cuenta con una cimentación adecuada por lo que no se da una transmisión de cargas adecuada, además a un costado del bloque de estudio se apoya sobre un talud conformado por un relleno antropico, el cual no es apto para soportar cargas, finalmente se proponen alternativas de solución que permitan mejorar la estabilidad del talud y la transmisión de cargas del sistema estructural, tomando como opción de repotenciación para las cimentaciones una tipología de “underpining” la cual se implantaría con diferentes opciones que mejoren la respusta del suelo a la carga.Publicación Acceso abierto Encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis(Universidad EIA, 2022) Valest González, Sofía; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: La osteoporosis es una enfermedad que disminuye la microarquitectura del tejido óseo y la masa ósea, aumentando el riesgo de fractura, por ende, el paciente desarrolla una dependencia de terceros, y en las situaciones más críticas, la muerte. Estudios han comprobado que las personas que padecen esta enfermedad también presentan una deficiencia de vitamina D —la cual juega un papel importante en la mineralización ósea—, por lo que su ausencia afecta la integridad del hueso. Uno de los tratamientos sugeridos por expertos es el consumo de esta vitamina. Sin embargo, una administración no controlada del fármaco puede generar una hipervitaminosis D, causándole efectos secundarios al paciente (como la hipercalcemia). Lo anterior, abre la posibilidad de encapsular la vitamina D en nanopartículas para favorecer su liberación controlada. Para ello, se propone utilizar el polímero poli-éter-éter-sulfona sulfonado, más conocido como s(PEES), por sus propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad y a su vez, porque se han reportado estudios de implantes dentales y regeneración de tejido óseo utilizando este polímero, por lo que lo hace un buen candidato para encapsular vitamina D por sus propiedades ortopédicas. Además, en el año 2018 se reportó que se realizaron nanopartículas estables utilizando este polímero, pero no se logró encapsular ningún principio activo. Debido a lo anterior, en este trabajo se evaluó la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis. Para lograr lo anterior, se prepararon nanopartículas sin vitamina D y con vitamina D, a las cuales se les realizó un análisis de estabilidad en el tiempo a 37 °C por un período de 39 horas y en condiciones fisiológicas simuladas de pH y fuerza iónica. Posteriormente, se evaluó la eficiencia de encapsulación de vitamina D y capacidad de carga de las nanopartículas para evaluar su utilidad como sistema de nanotransporte. Estos procesos permitieron obtener nanopartículas de un tamaño inferior a 200 nm y un PDI inferior a 0,3, por lo que estos nanotransportadores tendrían potencial para la liberación controlada de vitamina D. Debido a lo anterior, se concluyó que es posible la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de sPEES, y estas podrían ser utilizadas, en un futuro, como un posible tratamiento para la osteoporosis.Publicación Acceso abierto Estabilidad de nanopartículas de carboximetil quitosano con potencial aplicación en la liberación de principios activos(Universidad EIA, 2022) Zapata Gonzalez, Tito Alejandro; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: El carboximetil quitosano (CMQ), es un derivado del quitosano el cual es biocompatible, no tóxico y biodegradable, además, es soluble a pH neutro y en soluciones básicas, lo que permite el uso del polímero en diversas aplicaciones como transporte de principios activos, terapia génica e ingeniería de tejidos (Moaddab et al., 2018). Las características propias del CMQ están fuertemente relacionadas con las condiciones intrínsecas del quitosano (como el %DD y el peso molecular). La estructura química del CMQ posee grupos carboxilato, los cuales están cargados negativamente (-COO-); estos grupos pueden llevar a cabo interacciones iónicas con iones de carga positiva, como es el caso de los iones de calcio (Ca2+), provenientes de la sal de cloruro de calcio (CaCl2). Las interacciones entre las cadenas del polímero y estos iones con carga positiva permiten la formación de agregados de cadenas, de tal forma que es posible hablar de la formación de partículas a través de un proceso de compactación de dichas cadenas poliméricas. Con el fin de obtener partículas con tamaños menores a 200 nm, que puedan ser usadas a futuro como sistemas de liberación de principios activos, en este trabajo se llevó a cabo la formación de partículas de CMQ evaluando el efecto del peso molecular del polímero sobre el tamaño de las partículas. De manera análoga se evaluó el efecto de la concentración de CaCl2 sobre el tamaño y el índice de polidispersidad de las partículas obtenidas. Finalmente, se evaluó su estabilidad bajo condiciones fisiológicas simuladas para determinar su viabilidad como sistema de nanotransporte de principios activos dentro del cuerpo humano.Publicación Acceso abierto Estabilidad de una emulsión con aceite esencial de limoneno elaborada en la empresa Sosteli Group S.A(Universidad EIA, 2021) Botero Yepes, Juan Carlos; Londoño Londoño, Julián; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: Una emulsión es la mezcla entre dos líquidos inmiscibles, aplicada en diferentes áreas como cosméticos, asfalto, alimentos, fármacos y entre otras. Ésta es inestable por naturaleza, sin embargo, existen métodos de elaboración con equipos y materiales que contribuyen a proporcionar mayor estabilidad en el tiempo según su uso, condiciones ambientales e interfaz con el envase. Es por esto, por lo que para toda emulsión se debe realizar un análisis de estabilidad a diversos factores que permitan determinar, o aproximar, su tiempo de vida útil a las condiciones estudiadas. En el presente trabajo de grado, se evaluó una emulsión de aceite esencial de limoneno, realizada en Sosteli Group S.A, para determinar su estabilidad teniendo en cuenta tres variables: temperatura, luz y material de envase. Se realizaron análisis de carga eléctrica entre partículas, viscosidad, tamaño de micelas y densidad en el tiempo correspondiente al día cero, quince y cuarenta para obtener su potencial zeta y velocidad de separación de fases mediante la ecuación de Navier Stokes; así, se obtuvieron resultados favorables para las emulsiones envasadas con tapa tipo dosificador, seguidas del tipo gotero. Para las muestras almacenadas a una temperatura baja (no menor a 7 °C) su estabilidad es entre tres y cuatro meses; las almacenadas en un lugar obscuro a temperatura ambiente (22 °C) de aproximadamente dos meses, y para las que estuvieron guardadas en cabina con luz blanca, casi un mes.Publicación Acceso abierto Identificación de procesos morfodinámicos en la vía Cimitarra-Landázuri y caracterización geotécnica de un sitio crítico(Universidad EIA, 2022) Garcia Capacho, Jhon Jairo; Vargas Cañas, María ElenaRESUMEN: Los constantes cierres viales que se presentan históricamente y de forma recurrente en el subtramo Cimitarra – Landázuri del Corredor Vial Transversal del Carare, afectan a más de 120.000 habitantes de los municipios de Vélez, Landázuri, Cimitarra, Bolívar, Jesús María y la Belleza, los cuales tienen una actividad económica principalmente agrícola y agropecuaria cuya producción diaria se perdería en aproximadamente un 60% por cada día de cierre vial; adicionalmente los aumentos en las distancias con el uso de vías alternas aumenta en los casos más graves hasta en 400 kilómetros los recorridos, teniendo fuertes repercusiones en los costos de transporte y afectando la economía general de la región. Este proyecto buscando suplir la falta de conocimiento geológico-geotécnico básico sobre esta problemática, y contemplando prácticas ingenieriles idóneas que permitan llegar a cumplir de manera satisfactoria cada uno de los diferentes objetivos planteados para el mismo, lleva a varias fases metodológicas, la primera asociada al conocimiento de los aspectos generales del corredor vial que permitió avanzar a la fase de campo con la que pudieron determinarse las características geológicas, geomorfológicas y morfodinámicas y el planteamiento de las respectivas zonificaciones; en las etapas finales, con base en el inventario de puntos críticos se diseña y aplica de un análisis multicriterio con el que se seleccionó el sitio de mayor criticidad (PC – 13). Sobre el PC – 13 se realizaron posteriormente, levantamientos detallados de estructuras geológicas y muestreos de roca intacta para el desarrollo de un programa de ensayos de laboratorio para determinar la resistencia a la compresión simple de la roca; insumo importante para la caracterización de macizo rocoso y la clasificación desde el punto de vista de calidad, a partir de tres índices como son el GSI, RQD y el RMR. Finalmente se desarrolla un análisis cinemático que valida las observaciones de campo sobre la ocurrencia de fallas en el macizo de tipo planar principalmente y en menor medida falla en cuña y por volcamiento. Todo lo anterior dio lugar a comprender la problemática del PC-13 y poder recomendar obras de mitigación y/o solución que aporten a la estabilidad y transitabilidad de la vía a la altura de este sitio.Publicación Acceso abierto Obtención de partículas de poli(éter éter sulfona) sulfonada s(PEES) con posible aplicación en sistemas de liberación controlada(Universidad EIA, 2020) Fusco Guzmán, Anna Lucia; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: Los poli-aril-éter son una clase de polímeros comerciales que presentan resistencia química, alta estabilidad térmica y muy buenas propiedades mecánicas. Dentro de la familia de este tipo de polímeros, el poli(éter éter cetona) (PEEK) ha sido el más estudiado en el desarrollo de biomateriales como implantes óseos. Sin embargo, una de las principales desventajas de este material es su insolubilidad, lo cual limita su aplicación en el área biomédica. Como alternativa, se propone el poli(éter éter sulfona) (PEES), el cual, al igual que el PEEK, puede ser sulfonado para obtener materiales biocompatibles, que además presenten bioactividad y citocompatibilidad. Lo anterior, le confiere características al PEES sulfonado (sPEES) para ser empleado en el área biomédica. Sin embargo, en el desarrollo de sistemas de liberación de principios activos, el sPEES ha sido poco estudiado y no hay información reportada a la fecha que indique que se han obtenido partículas de tamaño nanométrico, y solo se han reportado trabajos para la obtención de microesferas. Debido a lo anterior, en este trabajo se realizó una investigación con el fin de obtener partículas a partir del sPEES, con un tamaño inferior a un micrómetro, como posible candidato para el desarrollo de sistemas de liberación de principios activos. Para lograr lo anterior, se evaluaron varios métodos de preparación y se analizó el efecto que tendría la concentración del polímero, sobre la formación de nanopartículas. Adicionalmente, se realizó un análisis de la estabilidad de las nanopartículas al ser almacenadas a 25 °C por un periodo de 30 días y en condiciones fisiológicas simuladas. A partir de los procedimientos experimentales propuestos para llevar a cabo este trabajo, fue posible determinar las condiciones que dieran lugar a la formación de partículas de tamaño nanométricas (menores a 200 nm) y estables en las condiciones de almacenamiento evaluadas. Finalmente, estos resultados permitieron concluir que el polímero sPEES de origen sintético, es un material prometedor para la formación de nanopartículas, con posible aplicación en sistemas de liberación de principios activos.Publicación Acceso abierto Sistema de Control Para la Estabilidad y Orientación de un Helicóptero Quadrotor(Universidad EIA, 2013) Jaramillo Gómez, Felipe; Gómez Yepes, AlvaroEn este trabajo se presenta el diseño e implementación de un sistema de control para la estabilidad y orientación de un helicóptero tipo quadrotor. El cual tiene como unidad de procesamiento central un Arduino Mega 2560 en compañía de una unidad inercial Arduimu V3. Previo al desarrollo del sistema de control, se describió el comportamiento de la cinemática y dinámica rotacional del quadrotor mediante el desarrollo de modelos teóricos y empíricos. Adicionalmente, se emplearon herramientas CAE para su simulación. El modelo teórico describe la cinemática y dinámica del sistema, esta última mediante la aplicación del formalismo de Newton-Euler. Las fuerzas de empuje y los momentos de arrastre generados por los rotores fueron modelados mediante la implementación de la teoría de elemento de pala. La modelación empírica se realizó en lazo cerrado, excitando el sistema con una señal pseudoaletoria binaria. Posteriormente se identificó un modelo paramétrico del tipo OE para cada ángulo de orientación (pitch, roll, yaw) mediante el método de la predicción del error, el cual se expresó en un espacio de estados. Por último se realizó una co-simulación del quadrotor mediante el uso del software Siemens NX y Simulink de Matlab. Los controladores abordados en este trabajo son, control en cascada, control PID por ganancia programada y PID autosintonizado por lógica difusa. Estos controladores fueron sintonizados mediante un enfoque siso (una entrada, una salida) para lo que se requirió el diseño de una serie de pruebas con la finalidad de restringir el movimiento de la aeronave a un solo grado de libertad. Para cada controlador se realizó una prueba de estabilidad, comportamiento en estado transitorio y comportamiento ante perturbaciones. Para seleccionar los controladores que posteriormente se integrarían para realizar un vuelo estacionario.Publicación Acceso abierto Sistema de liberación de vitamina D a partir de nanopartículas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES)(Universidad EIA, 2023) Castañeda Mesa, Mariana; Tobón Fernández, Juliana; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: el presente trabajo de grado plantea la obtención de nanopartículas poliméricas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES) para la encapsulación y liberación de vitamina D, como potencial tratamiento para la deficiencia de esta en el cuerpo humano. Se resalta la pertinencia del proyecto por la alta recurrencia de hipovitaminosis D a nivel global y las falencias de los métodos de suplementación actual. Se obtuvieron las nanopartículas de sPEES con y sin vitamina D, siguiendo la técnica de entrecruzamiento iónico y purificando con ultrafiltración por centrifugación. Se estableció que la cantidad máxima de principio activo que puede ser cargado en las nanopartículas es de 2,7 mg, con la que se obtuvo un tamaño menor a 200 nm y un índice de polidispersidad de 0,24. Para dicha cantidad de vitamina D se observó una eficiencia de encapsulación de 99,89 % y una capacidad de carga de 16,97 %, la cual es comparable con otros sistemas reportados en la literatura científica. Posteriormente, se evaluó la estabilidad del sistema analizando el tamaño (por dispersión de luz dinámica) y la carga superficial (por potencial ζ) en diferentes soluciones amortiguadoras para simular diferentes vías de administración, los valores de pH empleados y la vía de administración a la que corresponden fueron: 9,2 (intranasal), 7,4 (intravenosa), 7 (intramuscular), 5,5 (oral a nivel del intestino delgado) y 2 (oral a nivel del estómago). A partir de lo anterior, se determinó que las nanopartículas de sPEES con vitamina D evaluadas a pH 5,5, tuvieron tamaños inferiores a 160 nm y polidispersidades cercanas, e incluso inferiores, a 0,2. Con base en dichos resultados, se consideró que para este tipo de sistema (nanopartículas de sPEES con vitamina D) se podría usar la vía de administración oral. Finalmente, se determinó el perfil de liberación del sistema con un ensayo de diálisis, empleando membranas de poli éter sulfona (PES) de 10 kDa, simulando condiciones de temperatura fisiológica y de pH a 2 y 5,5 a los que se les añadió Tween 80, con el fin de favorecer la liberación del principio activo. En el medio de pH 2 se alcanzó un porcentaje de liberación de casi 8 % en 6 horas, en el cual se obtuvo un pico máximo a las 3,5 horas, mientras que para el medio de pH 5,5 se obtuvo un porcentaje de liberación cercano al 2 % en el mismo periodo de tiempo. La cinética de liberación se ajustó al modelo de Higuchi’s para ambas soluciones y se obtuvieron parámetros de ajuste que indican una correcta representación del sistema.Publicación Acceso abierto Sistemas de nanotransporte de principios activos usados en terapias para el síndrome de Dravet basados en quitosano(Universidad EIA, 2023) Mejía Ciro, Karen; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: el síndrome de Dravet es una encefalopatía epiléptica de grado muy severo que se inicia en el primer año de vida, con crisis habitualmente desencadenadas por la fiebre, a las que sigue una epilepsia farmacorresistente. Una alternativa para el tratamiento de esta enfermedad ha sido la administración de valproato, el cual ha demostrado controlar las crisis febriles y epilépticas, aunque no tiene tanta eficiencia; lo cual, se debe a la dificultad del medicamento para atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que la concentración requerida del principio activo no logra llegar las personas que padecen esta enfermedad. Lo anterior, abre la posibilidad de encapsular el valproato en nanopartículas para favorecer su liberación controlada y dirigirlas al lugar específico donde se requiere, potenciando así el efecto deseado. Para ello, se seleccionó el polímero quitosano, pues es biocompatible, biodegradable y bioactivo. Con base en lo anterior, se propuso un sistema para encapsular valproato, usado en terapias contra el síndrome de Dravet, en nanopartículas basadas en quitosano, como una primera aproximación que podría llegar a mejorar la efectividad del tratamiento. Para lograr lo anterior, se identificó el método de encapsulación de valproato en las nanopartículas. Se prepararon nanopartículas sin valproato a las cuales se les realizó un análisis de estabilidad en el tiempo a temperatura fisiológica (37 °C) y de almacenamiento (25 °C) por un período de 30 días. Posteriormente, a las nanopartículas con valproato se les midió la eficiencia de encapsulación y capacidad de carga, para evaluar su utilidad como sistema de nanotransporte. Se pudo obtener nanopartículas con un tamaño inferior a 200 nm y un PDI inferior a 0,3, por lo que tendrían un potencial uso para la liberación controlada valproato. Se concluyó que es posible la encapsulación de valproato en nanopartículas de quitosano, con un potencial uso en el tratamiento del síndrome de Dravet.Publicación Acceso abierto Uso de la electro-ósmosis en suelos cohesivos(Universidad EIA, 2015) Bedoya González, Juan Manuel; Builes Brand, Manuel AlonsoLos suelos en algunos casos puntuales pueden no ser aptos para construcción, lo que implica usar técnicas de estabilización de suelos mejorando así sus propiedades mecánicas y habilitando su uso. El mejoramiento ha estado enfocado a través del tiempo a la mezcla del suelo con diferentes productos como químicos, cemento, cal, yeso, entre otros. Dichas mezclas han presentado mejoras en la gran mayoría de las veces que se han utilizado. La estabilización de suelos mediante el uso del fenómeno electro-cinético de la electro-ósmosis es una técnica atractiva para mejorar los suelos finos ya que, con su aplicación, se presenta una serie de interacciones físicas y químicas. Para lograrlo, se construye un circuito básico usando el suelo como resistencia. Si se considera que el agua tiene una carga debido a los minerales presentes en ella, el flujo de corriente hará que ésta se mueva en el suelo hasta un solo punto, pudiendo ser drenada. El circuito construido consiste en seis ánodos, un cátodo, con un drenaje en este último y una fuente de energía directa (DC). Al hacer circular corriente en este sistema, ya sea con voltaje constante o amperaje constante, durante un periodo de ensayo de siete días, se espera que ocurra un flujo de agua hacia el cátodo. Al finalizar el tratamiento se resalta la comparación del ángulo de fricción del suelo y la cohesión, parámetros que permiten obtener los esfuerzos últimos que se le pueden aplicar al suelo en diferentes casos, e.g. cimentaciones superficiales y cimentaciones profundas, taludes, estructuras de contención entre otras.