Search

Ilustraciones The design of fire protection systems in underground power plants goes beyond what is solely prescriptive. This is because, in addition to the risks of the operation of rotating and electrical equipment, there is difficulty in evaluating the time required for the evacuation of personnel due to the long distances between the access portal and the power plant. Therefore, it is necessary to carry out performance-based designs to reduce the level of uncertainty left by prescriptive designs and verify that personnel can evacuate properly. In this monograph, three different physical modeling tools (PMTs) were analyzed: Fire Dynamics simulator (FDS), Consolidated Model of Fire Growth and Smoke (CFAST) and ANSYS-FLUENT, in a case of application of fire in an oil-insulated transformer with an estimate heat release rate of 8746 kW, for which five different fire scenarios were analyzed. A prescription-based approach to the characterization of a fire protection system and a fire risk analysis in hydroelectric power plants was initially undertaken. This part was particularly devoted to a fire in an electric transformer and lead to the design of a fire protection system exclusively based on prescriptive recommendations. Five fire scenarios that considered either a confined system (the transformer cell) or an unconfined system (the transformer cell and the adjacent hallway) as well as the availability of smoke evacuation and water deluge protection were then modeled with all the three PMTs. The results from all the PMTs simulations were compared, particularly those related with smoke temperature and predicted Heat Release Rate (HRR). The available evacuation times (ASET) calculated by the PMTs and associated to risks related to changes in temperature, concentration of carbon monoxide, carbon dioxide and oxygen and thermal radiation were compared with the required evacuation time (RSET) calculated by the prescriptive method. It was identified that the time required for the evacuation of personnel is less than the time available. The results of the smoke layer temperatures reported by the PMTs were compared with those calculated by the prescriptive method for the definition of the smoke extraction system. Finally, the functionality of each PMT to model the proposed fire scenarios was evaluated. FDS could be used simulate the five proposed scenarios. CFAST demanded to artificially adjust the HRR to represent the deluge extinguishing system. Even though a more detailed representation of the geometry was possible with FLUENT, only the steady-state cases could be modeled in a similar computational time frame that of FDS and with a personal computer. Even though CFAST was deemed as the easiest to use PMT, FDS was confirmed as the standard to use when modeling fires as its mathematical complexity allows for a more reliable fire representation. Although FLUENT has potential for fire simulation, its application by fire safety engineering (FSE) practitioner would be limited to steady state simulations if the simulations are to be carried out in the time frame and with the typical computational facilities available in industry. Los diseños de los sistemas de protección contra incendios en las centrales de generación subterráneas van más allá de lo netamente prescriptivo. Lo anterior se debe a que, adicional a los riesgos de la operación de los equipos rotativos y eléctricos, existe una dificultad para evaluar el tiempo necesario para la evacuación del personal debido a las largas distancias entre el portal de acceso y la casa de máquinas. Por lo tanto, se hace necesario realizar diseños basados en desempeño con el propósito de disminuir el nivel de incertidumbre que dejan los diseños prescriptivos y verificar que el personal pueda evacuar de manera adecuada. En este trabajo de grado se analizaron tres diferentes herramientas de modelación física: Fire Dynamics Simulator (FDS), Consolidated Model of Fire Growth and Smoke (CFAST) y ANSYS-FLUENT, en un caso de aplicación de un incendio de un transformador de potencia refrigerado por aceite con una tasa de liberación de calor estimada de 8746 kW, para el cual se analizaron cinco escenarios de incendios diferentes. Inicialmente se caracterizó con base en el método prescriptivo un sistema de protección y de riesgos contra incendios en centrales hidroeléctricas, específicamente en lo relacionado con el transformador eléctrico. Esta caracterización permitió el diseño de un sistema protector contra incendios a partir de recomendaciones prescriptivas. Se simularon cinco escenarios de incendios que consideraban sistemas confinados (la celda del transformador) o no confinados (la celda del transformador y el pasillo aledaño) así como la disponibilidad de extractores de humo y sistemas de diluvio. Los resultados de las simulaciones de todas las herramientas de modelación física se compararon, especialmente aquellos relacionados con la temperatura del humo y la velocidad de liberación de calor (HRR, Heat Release Rate). Inicialmente, los tiempos de evacuación disponibles (ASET) calculados por métodos computacionales para niveles de riesgo relacionados con los cambios en la temperatura, la concentración de monóxido de carbono, dióxido de carbono y oxígeno y la radiación térmica se compararon con el tiempo de evacuación requerido (RSET) calculado por método prescriptivo. Se identificó que el tiempo requerido para la evacuación del personal es menor al tiempo disponible, por lo cual, el personal puede evacuar a una zona segura. Posterior a esto, se compararon los resultados de las temperaturas de la capa de humo reportadas por las herramientas de simulación física con las calculadas por el método prescriptivo para la definición del sistema de extracción de humos. Finalmente, se evaluó la funcionalidad de cada una de las herramientas de modelación física para adaptarse a los escenarios propuestos. FDS permitió simular los cinco escenarios; con CFAST fue necesario de forma artificial ajustar la HRR para representar el sistema de extinción por diluvio. En el caso de FLUENT solo fue posible simular, dentro de un tiempo de cómputo similar al de FDS y en un computador personal, dos escenarios que se presentaban en estado estable. Si bien CFAST es la herramienta de modelación física más fácil de usar, FDS se ratificó como el estándar de uso en la simulación de incendios pues la complejidad de su desarrollo matemático le permite una mejor caracterización del incendio. Si bien FLUENT tiene potencial para simular un incendio, su aplicación por parte de profesionales especializados en el área de seguridad contra incendios se limita a simulaciones en estado estable dentro de la capacidad de cómputo normalmente disponible para este tipo de análisis en la industria. (Texto tomado de la fuente) Maestría Magister en Ingeniería Mecánica Incendios y explosiones Área Curricular de Ingeniería Mecánica

ilustraciones, fotografías a color En este proyecto se propone la fabricación de electrodos a base de grafeno sintetizado mediante la técnica de Exfoliación Electroquímica, el cual será depositado sobre vidrio común, silicio y baquelita mediante la técnica de Spray y goteo, generando así los recubrimientos sobre estos sustratos. El estudio de propiedades químicas y su morfología se realizará mediante las técnicas de espectroscopia Raman, adicionalmente se evaluarán las propiedades electroquímicas de los electrodos generados con sustratos de baquelita y vidrio en una solución de KOH, así como las propiedades eléctricas en el electrodo con sustrato de silicio y las ópticas sobre los electrodos de sustratos de vidrio. Esto se realiza con el fin de dar continuidad a un proyecto futuro correspondiente a la generación de una batería basada en un sistema grafeno - electrolito - MnO para el estudio de carga y descarga eléctrica. (Texto tomado de la fuente) The development of technologies such as information, communications and means of transportation, have generated an impact on society, which leads to the development of devices that store energy efficiently, small and light, with low production costs and environmentally friendly. This project proposes the fabrication of electrodes based on graphene synthesized by the Electrochemical Exfoliation technique, which will be deposited on common glass, silicon and bakelite using the Spray and Drip technique, thus generating coatings on these substrates. The study of chemical properties and their morphology will be performed by Raman spectroscopy techniques, additionally the electrochemical properties of the electrodes generated with Bakelite and glass substrates in a KOH solution will be evaluated, as well as the electrical properties on the electrode with silicon substrate and the optical properties on the electrodes with glass substrates. This is done in order to give continuity to a future project corresponding to the generation of a battery based on a graphene - electrolyte - MnO system for the study of electrical charge and electrical discharge. Maestría Magíster en Ingeniería - Materiales y Procesos Ciencia de Materiales

ilustraciones Hemos desarrollado un software que utiliza conceptos de redes complejas y el método de la matriz de riesgo para realizar análisis de riesgo en servicios de radioterapia. Además de medir la importancia de las barreras y proyectar la implementación de barreras faltantes según su robustez, el software permite el estudio de la dinámica en servicios o modelos sometidos a fallas y ataques en las barreras. Para definir la red de sucesos y barreras, utilizamos una red bipartita y pesada que consta de un grupo de nodos que representan los sucesos iniciadores y otro que representa las barreras, cuyas conexiones son ponderadas por la robustez de las barreras. Se crearon estas redes para los modelos de errores y fallos potenciales (FMEA) en radioterapia convencional (MARR) y con técnicas avanzadas (MARRTA), y se utilizó un algoritmo para determinar los riesgos a partir de estas redes. La definición de la red permitió estudiar la dinámica de los modelos y servicios reales cuando se someten a fallas o ataques en sus barreras, definiendo cuatro fases según la fracción de barreras que fallan o se atacan, donde cada fase corresponde al dominio global de un nivel de riesgo específico. Durante la implementación del software, se obtuvieron análisis de riesgo de los modelos MARR y MARRTA, y se comprobó que los resultados obtenidos coinciden con los reportados. También realizamos el análisis de un caso hipotético donde el nivel base de frecuencia de los iniciadores del modelo MARRTA se aumentó en un nivel, encontrando que existe una fase de dominio del nivel de riesgo muy alto cuando se generan fallas en el 99% de las barreras. Además, estudiamos tres servicios reales identificando que la implementación de barreras con una robustez normal resultó en una mayor disminución de riesgos en comparación con la implementación de las barreras con mayor robustez. (Texto tomado de la fuente) We have developed a software that uses complex network concepts and the risk matrix method to perform risk analysis in radiotherapy services. In addition to measuring the importance of barriers and projecting the implementation of missing barriers according to their robustness, the software allows the study of dynamics in services or models subjected to failures and attacks on barriers. To define the event and barrier network, we use a weighted bipartite network consisting of a group of nodes representing initiating events and another representing barriers, whose connections are weighted by the robustness of the barriers. We create these networks for potential error and failure modes (FMEA) in conventional radiotherapy (MARR) and with advanced techniques (MARRTA), and then use an algorithm to determine risks from these networks. The network definition allowed us to study the dynamics of real services and models when subjected to failures or attacks on their barriers, defining four phases according to the fraction of barriers that fail or are attacked, where each phase corresponds to the global domain of a specific risk level. During the software implementation, we obtained risk analyses of the MARR and MARRTA models, verifying that we obtain the same results as reported. We also conducted the analysis of a hypothetical case where the base frequency level of the MARRTA model initiators was increased by one level, finding that there is a phase of very high-risk level dominance when failures occur in 99% of the barriers. Additionally, we studied three real services identifying that the implementation of barriers with normal robustness resulted in a greater decrease in risks compared to the implementation of barriers with higher robustness. Maestría Magíster en Física Médica Análisis de riesgo en Radioterapia

ilustraciones En este trabajo de investigación, se llevó a cabo una revisión bibliográfica sobre de las tecnologías disponibles para la transferencia inalámbrica de energía en vehículos eléctricos. Con base en esta revisión, se estableció una metodología para el diseño de un sistema de transferencia inalámbrica de energía que se enfoca principalmente en el diseño del sistema de apantallamiento electromagnético mediante el uso de software de simulación de elementos finitos. Como resultado de la evaluación de distintas combinaciones de dimensiones de las bobinas y el sistema de apantallamiento, se identificó un diseño óptimo que logró maximizar el coeficiente de acoplamiento entre las bobinas, reducir el tamaño total y garantizar el cumplimiento de los estándares de seguridad electromagnética. Tras realizar modificaciones al sistema de apantallamiento, se evaluaron diferentes materiales y formas para mejorar su eficiencia, lo que permitió identificar los más apropiados para reducir las pérdidas obtenidas por el apantallamiento. (Texto tomado de la fuente). In this research work, a state of the art review was carried out on the technologies available for wireless power transfer of energy in electric vehicles. Based on this review, a methodology was established for the design of a wireless power transfer system that focuses mainly on the design of the electromagnetic shielding system through the use of finite element simulation software. As a result of the evaluation of different combinations of dimensions of the coils and the shielding system, an optimal design was identified. Such system will maximize the concentration coefficient between the coils, reduce the overall size, and guarantee compliance with electromagnetic safety standards. After making modifications to the shielding system, different materials and shapes were evaluated to improve its efficiency, which allowed identifying the most appropriate to reduce the losses obtained by the shielding. Incluye anexos Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería Electrónica Electrónica de potencia, diseño de componentes magnéticos

El análisis de calibración de modelos de aprendizaje de máquina cobra gran importancia en distintos contextos como evaluación del riesgo, diagnósticos y sistemas críticos para la seguridad, donde hay decisiones influenciadas por las predicciones de los modelos. El área del aprendizaje de máquina cuántico ha recibido una mayor atención en los últimos años, en particular, se han desarrollado modelos que obtienen resultados competitivos en tareas de clasificación y regresión a comparación con métodos ampliamente utilizados. No obstante, las propiedades de este tipo de clasificadores en términos de calibración no han sido exploradas en la literatura. Por esta razón, en el presente trabajo se realiza un estudio de las propiedades de calibración que tienen algunos modelos de aprendizaje de máquina cuántico frente a modelos ampliamente usados en la literatura como máquinas de soporte vectorial, árboles de decisión, regresión logística, entre otros para tareas de clasificación binaria y de múltiples clases. Adicionalmente, se realiza un experimento para explorar el efecto de algunos clasificadores cuánticos en combinación con una red neuronal. Los resultados experimentales muestran que algunos de los clasificadores cuánticos analizados tienen un rendimiento competitivo e incluso mejor en métricas de calibración y las tareas de clasificación. (texto tomado de la fuente) Calibration of machine learning models is of great importance in different contexts such as risk assessment, diagnostics, and safety-critical systems, in which decisions are influenced by model predictions. The area of quantum machine learning has received an increased attention in recent years, in particular, models have been developed that obtain competitive results in classification and regression tasks compared to widely used methods. However, the properties of this type of classifiers in terms of calibration have not been explored in the literature. As a result, in this work a study of the properties of calibration is conducted for recent quantum machine learning models in comparison to state-of-the-art models such as support vector machines, decisions trees, logistic regression, and others for binary and multiclass classification tasks. Moreover, an experiment to explore the effect of some quantum classifiers in combination with a neural network is made. The experimental results show that some of the analyzed quantum classifiers have competitive and even better performance in calibration metrics and the classification tasks. Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería de Sistemas y Computación Sistemas Inteligentes

iustraciones, diagramas The undertaken research work for this thesis dissertation aims for the development of a fiber optics sensing platform, which allows for the effective detection of chemical and biological species at low concentrations. This work is presented as an alternative solution to the problem posed by a lack of new portable rapid-detection technology in Colombia for the in-situ measurement of low concentrations of certain substances such as the Bovine serum albumin or Mycobacterium tuberculosis sample or the toxic ions mercury in the drinking water. In response to the robust and rapid techniques generally require complex sample preparation procedures, expensive and bulky instruments, and professionally trained personnel, which limits their portability and making them more difficult to implement in the field for vulnerable populations in remote areas. This thesis dissertation firstly presents the detailed review of the state of the art of problems involved in the detection and monitoring of chemical species such as mercury in water and biological species such as the Anti-BSA and Mycobacterium tuberculosis. Then, the evaluation, modeling, designing and fabrication of cost-effective optics fiber sensors based on interferometric principles is presented in order to determine the ability to functionalize these sensing structures with chemical or biological specific recognition substances. A reliable functionalization and activation protocol was studied, implemented, and evaluated in order to obtain a sensing surface on the optical fiber structures highly selective to detect the substances at low concentrations. Finally, the implementation and integration of the functionalized optical fiber sensor within a designed platform was evaluated with the aim of demonstrating that the rapid and sensible optical response can be processed to determine and display instantly the concentration of substance. The results of this thesis dissertation were reported on six manuscripts published in peerreview indexed journals, five presentations in international conferences, and a patent filed to the Colombian Superintendence of Industry and Commerce. These products constitute the core of the present thesis. El trabajo investigativo llevado a cabo para la producción de esta tesis de doctorado tiene como objetivo fundamental el desarrollo de una plataforma de sensado soportado en tecnología de fibra óptica que permite la detección de especies químicas y biológicas a bajas concentraciones. Este trabajo se presenta como una alternativa de solución al problema que plantea la falta tecnología portátil de sensado en Colombia, que permita hacer medición in situ y en no más de un minuto de bajas concentraciones de sustancias, particularmente de muestras biológicas como la albúmina de suero bovino o la especie Mycobacterium tuberculosis y los niveles de mercurio en el agua. En respuesta a que las técnicas actuales robustas y rápidas de detección y análisis de sustancias, a baja concentraciones, requieren por lo general de equipos costosos, personal especializado y son poco portátiles, lo que difícilmente contribuye a su aplicación en campo y limita la posibilidad de llegar a las poblaciones vulnerables. En el desarrollo de esta tesis, que parte de una revisión detallada del estado del arte de la problemática de detección y monitoreo de especies químicas como el mercurio en agua y de especies biológica como la Mycobacterium tuberculosis, se evalúan, modelan, diseñan y construyen sensores interferométricos de bajo costo a fibra óptica que pueden ser funcionalizados para hacer reconocimiento químico o biológico específico de la sustancia a detectar. Se estudian, se implementan y se evalúan protocolos de activación y funcionalización que dotan de selectividad en la detección a los sensores desarrollados. Adicionalmente, se evalúa la implementación de los sensores interferométricos en una plataforma diseñada que permite procesar en segundos la respuesta óptica y la transduce en una medida de la concentración de sustancia. Los resultados de esta tesis de doctorado fueron consolidados en seis manuscritos publicados en revistas indexadas de circulación internacional, cinco presentaciones en eventos internacionales y una solicitud de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia. Estos productos constituyen el núcleo de la presente tesis. (Texto tomado de la fuente) Doctorado Doctor en Ciencias - Física Biosensores a fibra óptica Área Curricular en Física

Ilustraciones Los recursos basados en inversores (RBI) presentan grandes retos para la planeación, programación y operación de los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP). El recurso humano encargado de esta tarea es limitado mientras los sistemas eléctricos crecen exponencialmente. Con el fin de garantizar su operación segura y confiable, un sistema eléctrico debe contar con la capacidad de responder ante diferentes condiciones de cambio en el balance generación-demanda en todas las escalas y horizontes de tiempo; esta capacidad ha sido definida como la flexibilidad del sistema de potencia. Por lo anterior, en este documento se desarrollan los fundamentos para la implementación de un prototipo que automatiza la evaluación de características técnicas de Fuentes de Energía Renovables No Convencionales (FERNC) considerando la generación tradicional que desplaza. Específicamente, se evalúan las curvas FRT (Fault Ride Through) y la inyección prioritaria de corriente reactiva de acuerdo con La regulación colombiana a partir de registro oscilográficos en formato COMTRADE. Complementariamente, se realiza la adaptación del prototipo mencionado con la finalidad de evaluar la operación de los sistemas de protección en líneas de transmisión desde el punto de vista del operador nacional y el despeje oportuno, selectivo y coordinado de las fallas eléctricas (cortocircuito) que se puedan presentar en estos elementos. Esto optimiza el análisis de eventos N-1 en vista del crecimiento de los sistemas eléctricos de potencia considerando que las líneas son los activos más expuestos a fallas de todo el sistema. El desarrollo aprovecha las herramientas propias de la revolución digital, donde los datos estructurados y la extracción de información, apoyados de métodos de aprendizaje de máquina, entregan conclusiones de valor para la toma de decisiones, lo cual se ha vuelto una prioridad para lograr la automatización y optimización de tareas. Finalmente, aquí se exponen los fundamentos matemáticos y técnicos, la regulación vigente asociada a los análisis, los resultados gráficos y las conclusiones del automatismo realizado a través de Python. Todo ello con la premisa de automatizar la operación de los sistemas eléctricos de potencia, siendo esencial para lograr los criterios de calidad en el servicio. (Texto tomado de la fuente) Inverter-based resources present great challenges for the planning, programming and operation of power systems. The human resource who perform this task is limited while electrical systems grow exponentially. An electrical system must have the capacity to respond in different conditions of changes in the generation-demand balance at all scales and time horizons to guarantee safety and reliability in the operation of power system; this capacity has been defined as the flexibility of the power system. Therefore, this document develops the foundations for the implementation of a prototype that automates the evaluation of technical characteristics of non-conventional renewable energy sources considering the traditional generation displaced. Specifically, the Fault Ride Through (FRT) curves and the priority injection of reactive current are evaluated according with the colombian regulation from oscillographic records in COMTRADE format. Complementarily, the prototype is adaptated to evaluate the operation of the protection systems in transmission lines from the point of view of the national operator for the timely, selective and coordinated clearance of electrical faults (short-circuit) in these elements. The automatization optimizes the analysis of N-1 events in the growth of electrical power systems, also it consider that the lines are the element most exposed to failures in the entire system. The development takes advantage of the tools of the digital revolution, the structured data and information extraction, supported by machine learning methods, give valuable conclusions for decision making, this has become a priority to achieve automation and task optimization. Finally, the document exposes the mathematical and technical foundations, the current regulation associated with the analysis, the graphic results and the conclusions of the automation performed in Python. The premise is to automate the operation of electrical power systems, this is essential to achieve the quality criteria in the service. Maestría Maestría en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica Sistemas eléctricos de potencia Área Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Control

ilustraciones, gráficas Se realizó un estudio numérico sobre la interrelación entre los números adimensioanles de Reynolds y Prandtl en situaciones de transferencia de calor por convección forzada en flujo externo. Para cada geometría se exploraron dos condiciones de flujo diferentes con el objetivo de recrear un conjunto amplio de escenarios de separación. Se hizo un estudio parametrico, utilizando cinco valores del número de Prandtl, entre 0.1 < Pr < 500, y cuatro valores del número de Reynolds, entre 10 < Re < 10000. El número de Nusselt local y promedio, en conjunto con perfiles de velocidad, coeficientes de presión y coeficientes de fricción fueron analizados. De los resultados se observó que los valores del número de Nusselt promediados en las caras tienen un valor máximo pra Pr = 50 entre 10 < Re < 1000. Para Re = 10000, la difusión térmica adquiere mayor relevancia y los valores máximos se desplazan hacia Pr = 5, en la mayoría de los casos, y Pr = 0.72 y Pr = 0.1 en casos puntuales. Con relación al comportamiento local, se observa que la aparición de los valores máximos o mínimos del número de Nusselt, se da en la vecindad de los puntos de separación del flujo, donde la aparición de vórtices influye en el posicionamiento de estos. Del estudio se infiere que, contrario a lo establecido por varios autores y en diferentes libros de texto, el exponente n = 1/3 para el número de Prandtl, en las correlaciones tipo ley de potencia del número de Nusselt, no describe completamente los fenómenos capturados para el conjunto de situaciones de flujo analizadas en este estudio. (Texto tomado de la fuente) A numerical study was done in order to assess the interrelationship between the nondimensional numbers Reynolds and Prandtl in the heat transfer forced convection around blunt bodies. For each case, two different flow conditions were explored in order to obtain a wide set of separation situations. A parametric study was carried out using five Prandtl numbers, between 0.1 < Pr < 500, and four Reynolds numbers, between 10 < Re < 10000$. The local and average Nusselt number was analyzed in conjunction with the velocity profiles, the pressure coefficient and surface shear stress coefficient. The averaged Nusselt over the studied faces showed a maximum value at Pr = 50 between 10 < Re < 1000. For Re = 10000, the thermal diffusivity was more relevant and the maximum values shifted to Pr = 5, in most of the cases, and Pr = 0.72 and Pr = 0.1 in less situations. From the local behavior was observed the apparition of relative extreme values in the neighborhood of the boundary layer detachment points, where the vortex formation influenced the positioning of these values. It can be inferred from the study that, contrary to what has been established by several authors and textbooks, the assumption for the exponent n = 1/3, in the Nusselt power lay correlations, do not fully describe the phenomena observed in the situations analyzed in this work. Maestría Magíster en Ingeniería Mecánica Transferencia de calor Mecánica de fluidos

Ilustraciones Power systems are suffering profound transformations in the transition toward modern energy systems, facing significant challenges regarding the decentralization, decarbonization, and digitalization of power grids. The literature generally presents approaches requiring optimal coordination between the power grid and Information and Communication Technologies. The research of these solutions requires realistic testing environments, which is why Digital Real-Time Simulators have gained popularity in power system laboratories. Furthermore, cloud computing has enabled a cost-efficient alternative for the sector’s digitalization. However, cloud technologies are not used for real-time constrained workloads traditionally. This thesis evaluates a proposed cloud infrastructure as a computational tool to serve digital twins modeling power systems. To this end, this thesis implements a private cloud based on Kubernetes. It sets a laboratory for cloud-native applications interacting with a cloud-based real-time simulator based on an open-source real-time simulation framework. Additionally, it presents an application model that other researchers can replicate to test with the simulation loop, their software-based solutions for the automation of power systems. The results presented in this thesis evidence the capabilities and limitations of abstracting physical compute resources to execute real-time workloads in the context of digital twins for smart grids. Although the evaluation is addressed as a soft-constrained real-time application for a testing environment, this work opens a discussion to address firm-constrained real-time applications in production-grade environments. Los sistemas eléctricos están sufriendo transformaciones profundas como parte del proceso del transición a sistemas modernos de energía. La denominada transición energética enfrenta grandes retos de cara a la descentralización, descarbonización, digitalización y democratización de los sistemas eléctricos. Para afrontarlos, la industria y la academia han propuesto soluciones que en general requieren de una coordinación optima entre la red eléctrica y los sistemas de tecnologías de la información y comunicaciones. La investigación de dichas soluciones depende de ambientes realistas de pruebas, por eso los simuladores digitales de tiempo real se han vuelto muy populares en los laboratorios. Por otra parte, la computación en la nube se ha vuelto un habilitador tecnológico para el sector eléctrico. Sin embargo, las tecnologías de nube no suelen ser utilizadas para cargas de trabajo con restricciones de tiempo real. Esta tesis tiene como objetivo evaluar una infraestructura de nube propuesta, como herramienta de computo para servir gemelos digitales de sistemas de potencia. En esta tesis se implementó una nube privada basada en un cluster de Kubernetes, que sirve como laboratorio para aplicaciones nativas en nube que interactuan con el lazo de simulación de un framework de simulación en tiempo real de código abierto. Adicionalmente, se presenta una modelo de aplicación que podría ser replicado para probar soluciones basadas en software orientadas a la automatización de sistemas de potencia. Los resultados presentados en esta tesis evidencian las capacidades y las limitaciones de la abstracción de recursos computacionales para la ejecución de cargas de trabajo con restricciones de tiempo real, enfocado en los gemelos digitales de sistemas de potencia. Todos las evaluaciones se desarrollaron en un ambiente de laboratorio donde se podría considerar que las restricciones de tiempo real son suaves, pero se abre una discusión a la posibilidad de llevarlo a ambientes productivos con restricciones firmes. (texto tomado de la fuente) Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica Automatización de Sistemas de Potencia Área Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Control

ilustraciones, graficas This Master's thesis is about the study of a Huygens' source and its application to the design of two applications where the small backscattering is required: a left-handed metamaterial matched to free-space impedance and a Huygens' metasurface for anomalous refraction. In this work, we begin with the analysis of the polarizability tensor of subwavelength scatterers; for some scatterers, the co- and cross-polarizability components are bounded. Later on, we obtain the dipole moments and polarizability tensor requirements to have an anisotropic and an isotropic Huygens' source. We demonstrate that a pair of Split Ring Resonators can satisfy the conditions. Then we use these results for the design of the metasurface and metamaterial. For the demonstration of the left-handedness and impedance matching, we use the dispersion relation, impedance, permittivity, and permeability from a homogenization model obtained from the multimodal transfer matrix method. En el presente trabajo se estudia una fuente de Huygens y su aplicación en dos diseños en los que se requiere baja reflexión: un metamaterial zurdo adaptado a la impedancia del vacío y una metasuperficie de Huygens que presenta refracción anómala. En este trabajo, comenzamos con el análisis del tensor de polarizabilidad de dispersores de sub-longitud de onda, y, para algunos dispersores, se estudia que las componentes de co-polarizabilidad y de polarizabilidad cruzada pueden están relacionadas. Posteriormente, obtenemos los momentos dipolares y los requisitos del tensor de polarizabilidad para tener una fuente de Huygens anisótropa e isótropa. Demostramos que un par de resonadores de anillo partido (SRR, por sus siglas en inglés) pueden satisfacer las condiciones. A continuación, utilizamos estos resultados para el diseño de la metasuperficie para la refracción anómala y del metamaterial zurdo. Para la demostración del medio zurdo y de la adaptación de la impedancia, utilizamos la relación de dispersión, la impedancia, la permitividad y la permeabilidad de un modelo de homogeneización obtenido a partir del método de la matriz de transferencia multimodal. (Texto tomado de la fuente) Maestría Magíster en Ciencias - Física Electromagnetismo aplicado

ilustraciones, fotografías a color, gráficas Este trabajo tiene como objetivo medir la Dosis en la Superficie de Entrada (DSE) a partir de Dosimetría Termoluminiscente (TLD) y dosimetría directa con un detector de estado sólido para correlacionarla con los indicadores de dosis del equipo. Los valores obtenidos experimentalmente servirán también como referencia para la validación de diferentes métodos que permiten estimar la DSE como: el cálculo teórico a partir de una ecuación genérica, a partir de la curva de rendimiento propia del equipo y a partir de conocer el valor del Producto Dosis-Área (PDA). Los resultados obtenidos de los TLDs tuvieron coeficientes de variación entre 12 y 54%, por este motivo se descartó el uso de estos datos como referencia y se tomaron los resultados de las medidas del detector de estado sólido como las de referencia. Se encontraron exactitudes entre las medidas experimentales y: el cálculo teórico de 0.4 a 26.8%, la curva del equipo de 0.3 a 22.5% y a partir del PDA de 0.05 a 16%. Se caracterizó el Índice de Exposición (EI) y se obtuvo su dependencia respecto al mAs, kV y DSE. (Texto tomado de la fuente) The objective of this work is to measure the Entrance Surface Dose (ESD) using Thermoluminescent Dosimetry (TLD) and direct dosimetry with a solid state detector to correlate it with the dose indicators of the equipment. The values obtained experimentally will also serve as a reference for the validation of the different methods for estimating the DSE such as: the theoretical calculation from a generic equation, from the equipment's own output curve and knowing the value of the Dose- area Product (DAP). The results obtained from the TLDs had variation coefficients between 12 and 54%, for this reason the use of these data as a reference was discarded and the results of the measurements of the solid state detector were taken as the reference. Percentage differences were found between the experimental measurements and: the theoretical calculation from 0.4 to 26.8%, the equipment curve from 0.3 to 22.5% and from the PDA from 0.05 to 16%. The Exposure Index (EI) was characterized and its dependence on mAs, kV and DSE was obtained. Maestría Magíster en Física Médica Radiología e Imágenes Diagnósticas

ilustraciones, gráficas, tablas En este trabajo de investigación se construyeron mallas computacionales estructuradas paramétricas, para la solución numérica de dos casos de flujo turbulento. El propósito principal de este trabajo fue analizar la influencia de ciertos parámetros de mallado, en la predicción numérica de variables de flujo turbulento. Para ello se llevaron a cabo simulaciones UDNS con mallas de bajo costo computacional, las cuales fueron definidas a partir de parámetros de mallado tales como: tamaños de malla, relaciones de aspecto y secciones de refinamiento. El primer caso seleccionado consistió en un chorro circular supersónico expulsado de una tobera, para flujo compresible; y el segundo caso de interés se fundamentó en un flujo interno a través de un canal con un cambio de sección abrupto, para flujo incompresible. Se analizaron estadísticas de turbulencia de primer y segundo orden obtenidas con experimentos numéricos realizados usando diferentes topologías de malla. Los resultados fueron validados con datos experimentales y resultados numéricos LES y DNS reportados por otros investigadores. Se encontró que mediante el ajuste paramétrico de mallado, es posible obtener discretizaciones espaciales de bajo costo computacional pero que permiten la predicción de las características de flujos turbulentos, sin la necesidad de recurrir a modelos de turbulencia explícitos. Los resultados muestran que, en efecto, aunque no se alcanzan los niveles de precisión numérica de enfoques DNS, es posible tener predicciones comparables con aquellas dadas por tales enfoques numéricos de alta precisión. (Texto tomado de la fuente) In this research work, parametric structured computational grids were constructed for the numerical solution of two turbulent flow cases. The main purpose of this work was to analyze the influence of certain meshing parameters in the numerical prediction of turbulent flow variables. For this purpose, UDNS simulations were carried out with low computational cost meshes, which were defined from meshing parameters such as: mesh sizes, aspect ratios and refinement sections. The first case selected consisted of a supersonic circular jet ejected from a nozzle, for compressible flow; and the second case of interest was based on an internal flow through a channel with an abrupt section change, for incompressible flow. First and second order turbulence statistics obtained from numerical experiments using different mesh topologies were analyzed. The results were validated with experimental data and numerical LES and DNS results reported by other researchers. It was found that by means of parametric mesh adjustment, it is possible to obtain spatial discretizations of low computational cost but which allow the prediction of turbulent flow characteristics, without the need to resort to explicit turbulence models. The results show that, indeed, although the numerical accuracy levels of DNS approaches are not reached, it is possible to have predictions comparable to those given by such high-accuracy numerical approaches. Maestría Maestría en Ingeniería Mecánica Simulación Computacional

ilustraciones, fotografías, gráficas, tablas El presente trabajo muestra un detallado estudio de materiales basados en manganitas de tierras raras RMnO3 (R = ion de tierras raras). En la literatura hay diversos reportes que muestran que las propiedades estructurales, magnéticas, eléctricas, y ópticas de estos materiales, dependen de la naturaleza del ion de tierras raras, así como de su tamaño. Tomando como punto de partida las manganitas de tierras raras con gadolinio (Gd) y disprosio (Dy), se realizaron sustituciones en las posiciones de los iones R y Mn para dar lugar a la familia de materiales dada por la formula genérica R2AMn3-xCoxO9, donde A un ion alcalinotérreo (Ca o Sr) y x determina el grado de sustitución de iones de cobalto (Co) en las posiciones de los iones de manganeso (Mn). Estas sustituciones buscaban fundamentalmente inducir estados de valencia mixta en los iones Mn, para generar ferromagnetismo en los materiales, de igual manera, se buscaba reforzar este comportamiento con la introducción de iones Co en las posiciones Mn. La síntesis de los materiales se realizó por medio de la técnica de reacción de estado sólido convencional, partiendo de precursores de alta pureza (>99%) disponibles comercialmente. Por medio de la técnica de difracción de rayos X se realizó el seguimiento de la evolución del proceso de síntesis. Este análisis mostró que a partir de un tratamiento térmico con temperaturas máximas de 1473 K es posible la obtención de fases de alta pureza y cristalinidad para todos los materiales estudiados. La caracterización estructural del sistema se llevó a cabo por medio del refinamiento Rietveld de los patrones de difracción medidos sobre las muestras finales, observando que todos los materiales de la familia presentan una simetría ortorrómbica con grupo espacial Pbnm (No. 62). Así mismo, el refinamiento permitió estudiar el comportamiento de los parámetros de red, distorsiones y rotaciones octaédricas del sistema, evidenciando la estabilización estructural (aumento del grado de simetría) de los materiales al aumentar el radio iónico del ion A o aumentar el grado de sustitución x, acercando la celda unitaria a la simetría tetragonal. El comportamiento magnético de los materiales fue estudiado por medio de medidas de magnetización en función de la temperatura en ciclos de enfiado a campo cero (ZFC) y de enfriamiento con campo aplicado (FC), observando un carácter paramagnético a temperatura ambiente, con transiciones de fase por debajo de 100 K a estados ferromagnético y antiferromagnético que compiten entre sí, viéndose favorecido el antiferromagnetismo por debajo de 50 K y el ferromagnetismo entre 50 K y 100 K. Finalmente, la respuesta eléctrica de los materiales fue estudiada mediante curvas de impedancia compleja en función de la temperatura en un rango de 70 K a 300 K con frecuencias aplicadas de 100 Hz, 1kHz, 10 kHz y 100 kHz, observando un comportamiento semiconductor en todo el rango de temperatura y transiciones de fase dependientes de la frecuencia asociadas con los mecanismos de transporte y relajación dieléctrica de los materiales. (Texto tomado de la fuente). This work shows a detailed study of materials based on rare earth manganites RMnO3 (R = rare earth ion). In the literature there are several reports showing that the structural, magnetic, electrical and optical properties of these materials depend on the nature of the rare earth ion, as well as its size. Taking the rare earth manganites with gadolinium (Gd) and dysprosium (Dy) as a starting point, substitutions were made in the positions of the R and Mn ions to give rise to the family of materials given by the generic formula R2AMn3-xCoxO9, where A binding alkaline earth (Ca or Sr) and x determines the degree of substitution of cobalt (Co) ions at the manganese (Mn) ion positions. These substitutions sought to induce states of mixed valence in the Mn ions, to generate ferromagnetism in the materials, additionally, they sought to reinforce this behavior with the introduction of Co ions in the Mn positions. Synthesis of the materials was carried out by the conventional solid state reaction technique, starting from commercially available high purity precursors (>99%). Through the X-ray diffraction technique, the evolution of the synthesis process was monitored. This analysis showed that from a thermal treatment with maximum temperatures of 1473 K it is possible to obtain phases of high purity and crystallinity for all materials. Structural characterization of the system was carried out through the Rietveld refinement of the diffraction patterns measured on the final samples, observing that all the materials of the family present an orthorhombic symmetry with a Pbnm space group (No. 62). Likewise, the refinement allowed studying the behavior of the lattice parameters, distortions and octahedral rotations of the system, evidencing the structural stabilization (increase in the degree of symmetry) of the materials by increasing the ionic radius of the A ion or increasing the degree of substitution. x, bringing the unit cell closer to tetragonal symmetry. The magnetic behavior of the materials was studied by means of measurements of magnetization as a function of temperature in zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) loops, observing a paramagnetic character at room temperature, with phase transitions below 100 K to competing ferromagnetic and antiferromagnetic states, showing that the antiferromagnetism being favored below 50 K and ferromagnetism dominates between 50 K and 100 K. Finally, the electrical response of the materials was studied using complex impedance curves as a function of temperature in a range from 70 K to 300 K with applied frequencies of 100 Hz. , 1kHz, 10kHz, and 100kHz, observing semiconductor behavior over the entire temperature range and frequency-dependent phase transitions associated with the dielectric relaxation and transport mechanisms of materials. Incluye anexos Doctorado Doctor en Ingeniería Ciencia y tecnología de materiales cerámicos y compuestos

ilustraciones, fotografías a color, gráficas Una opción para el control automático de dispositivos mecánicos es obtener los parámetros que conforman la ecuación que describe su movimiento. Es por esto que bajo el planteamiento del modelo dinámico de Newton–Euler aplicado a drones de máximo 25 kg se hace necesario determinar los parámetros inerciales para el sistema completo tales como masa, dimensiones, centro de gravedad y momentos de inercia, además de parámetros de fricción para motores brushless tales como fuerza de empuje, torque de arrastre y velocidad angular. En el presente trabajo se realiza el diseño y construcción de bancos de prueba que permiten la medición de los parámetros del modelo dinámico de drones, partiendo de la identificación del parámetro a medir, ideando mecanismos de medición que sean viables desde el punto de vista constructivo, funcional y económico. Se proyectan los diseños con la premisa de que los ensayos o mediciones sean replicables y ofrezcan resultados confiables con la exactitud requerida para las pruebas con los drones y a un bajo costo de mantenimiento. Adicionalmente, para los bancos de medición de parámetros de fricción se implementa un sistema de adquisición de datos bajo un entorno de trabajo diseñado en AppDesigner de MATLAB, el cual permite de manera semiautomática la determinación de la ecuación de relación entre velocidad angular y empuje y la relación entre velocidad angular y torque de arrastre para motores brushless mediante regresión. (Texto tomado de la fuente) An option for the automatic control of mechanical devices is to obtain the parameters that make up the equation that describes their movement. This is why, under the approach of the Newton-Euler dynamic model applied to drones of maximum 25 kg, it is necessary to determine the inertial parameters for the complete system such as mass, dimensions, center of gravity and moments of inertia, as well as parameters of friction for brushless motors such as thrust force, drag torque and angular velocity. In the present work, the design and construction of test benches that allow the measurement of the parameters of the dynamic model of drones is carried out, starting from the identification of the parameter to be measured, devising a measurement mechanism that is viable from the constructive, functional and economic point of view. The designs are designed with the premise that the tests or measurements are replicable and offer reliable results with the accuracy required at a low maintenance cost. Additionally, for the friction parameter measurement benches, a data acquisition system is implemented under a work environment designed in MATLAB AppDesigner, which allows semi-automatic determination of the relationship equation between angular velocity vs. thrust and angular velocity vs. drag torque for brushless motors using regression. Maestría Magíster en Ingeniería Mecánica Automatización, Control y Mecatrónica

ilustraciones Epidemic models are a precious tool for public health and epidemiology as they can simulate the outcome of outbreaks based on assumptions and data. In particular, Stochastic epidemic models are an exciting tool that is based on the jump process theory; these models can be simulated with a field-like description called the “Doi-Peliti formalism”. This thesis aims to describe epidemic models in this formalism and exploit the structure and properties of the formalism and the models. Here I present a variety of results based on an operator representation of the Markovian Master Equation that is useful to simulate small systems, I also present a result that allows calculating the probability of no-outbreak even if the basic reproductive number is greater than one. At the end of the thesis, I present some results based on a τ -leap sampling algorithm for a metapopulation consisting of two subpopulations where migration plays a fundamental role, adding more stable states and creating interesting differential dynamics, especially in the case of slow migrations. (Texto tomado de la fuente) Los modelos epidémicos son una herramienta muy valiosa para la salud pública y la epidemiología dado que son capaces de simular el resultado de un brote basándose en asunciones y datos. En particular, los modelos epidémicos estocásticos son una herramienta interesante que está basada en la teoría de procesos de salto, estos modelos pueden ser simulados con una descripción similar a la teoría de campos llamada “Formalismo de Doi-Peliti”. El objetivo de esta tesis es describir modelos epidémicos en dicho formalismo utilizando propiedades del formalismo y de los modelos. Acá presento una variedad de resultados basado en una representación de operadores de la ecuación maestra Markoviana que son útiles para simular sistemas pequeños, también presento un resultado que permite calcular la probabilidad de que no exista un brote aún cuando el número reproductivo básico es mayor a uno. Al final de esta tesis presento algunos resultados basados en un algoritmo de muestreo llamado τ leap, este procedimiento lo aplico a metapoblaciones que consisten de dos subpoblaciones en las que la migración juega un rol fundamental, añadiendo más estados estables al sistema y creando una dinámica diferencial, especialmente en el caso de migraciones lentas. Maestría Magíster en Ciencias - Física

ilustraciones, fotografías, graficas Al abordar un trabajo experimental en física de la materia condensada o en ciencia de materiales, resulta primordial contar con muestras confiables, cuidadosamente diseñadas y fabricadas, de modo que exhiban los diferentes fenómenos físicos que se desean estudiar, tales como: magnetismo, superconductividad, termoelectricidad, fermiones pesados, criticalidad cuántica, entre otros. Este trabajo de grado, se enfoca en la adaptación e implementación de un espacio en el laboratorio del GFNM, para la fabricación y caracterización estructural de monocristales de la familia RT2Al10(R: tierra rara, T: metal de transición) utilizando una técnica experimental denominada técnica de flujo, con el propósito de lograr muestras de una alta calidad, para luego medir sus características estructurales y composicionales, dando paso a una nueva linea de investigación en ciencia de materiales en la Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá, en la que a futuro se podrán estudiar propiedades electrónicas, magnéticas y térmicas derivadas de los grados de correlación electrónica y otro tipo de fenómenos físicos que se producen en esta familia de compuestos; y que se encuentran a la vanguardia de la investigación en nuevos materiales, específicamente en la línea de materiales cuánticos. (Texto tomado de la fuente) When starting an experimental work in condensed matter physics or materials science, it is essential to have reliable samples, carefully designed and manufactured, so that they exhibit the different physical phenomena that we want to be studied, such as: magnetism, superconductivity, thermoelectricity , heavy fermions, quantum criticality, among others. This degree work focuses on the adaptation and implementation of a place into the GFNM-Laboratory, for the fabrication and structural characterization of single crystals of the RT2Al10 family (R: rare earth, T: transition metal) using an experimental technique called flux technique, with the purpose of to obtain high quality samples, to later measure their structural and compositional characteristics, giving way to a new line of research in materials science at the National University of Colombia - Bogotá Campus, in which electronic, magnetic and thermal properties derived from the degrees of electronic correlation and other types of physical phenomena that occur in this family of compounds that can be studied in the future; and that, are at the forefront of research into new materials, specifically in the line of quantum materials. Maestría Magíster en Ciencias - Física Fíısica experimental de nuevos materiales

material ilustrativo En la presente investigación se realizó un estudio de tejido mamario embebido en parafina por medio de la técnica de Espectroscopía de Fluorescencia. Se realizó alianza con el Instituto Caldense de Patología, quienes proporcionaron las muestras para el estudio. Se midieron 56 muestras de tejido de mama, de las cuales se obtuvieron 495 espectros de fluorescencia que fueron procesados mediante un algoritmo desarrollado en el grupo de investigación a través de Matlab, el cual normalizó los datos y generó los parámetros más relevantes de cada espectro, como amplitud, área, FWHM, entre otros, con el fin de implementar modelos estadísticos para el análisis de los datos, dentro de los cuales se encuentra el Análisis de Componentes Principales (PCA), Conglomerados, K-medias y Análisis Discriminante Lineal (LDA), con el fin de identificar las variables más representativas que permitan realizar una clasificación de tejido con normalidad o patología. Los espectros de fluorescencia tuvieron una variación marcada entre las dos muestras de cada paciente, se identifican los fluoróforos presentes en el tejido, el Colágeno, Elastina, NADH y Flavinas con intensidades altas y bajas, de acuerdo con tipo de muestra, normal o patológica, clasificada por Histopatología. Mediante PCA se valida la distribución de normalidad de los datos y se identifican las variables que mayor correlación presentan para la clasificación del tejido, en este caso la amplitud de Elastina y NADH (Amp2 y Amp3). El modelo de conglomerados y K-medias, permitió visualizar la clasificación en cluster, donde se obtuvo un 70,7% de explicación de los datos para 3 cluster, mientras que en el caso de 2 clúster se explica el 63,7%; este resultado nos permite analizar y revisar, con mayor detalle la clasificación de los tejidos, que en vez de la asignación de 2 grupos (normalidad y patología), se adicione un tercer grupo en ese caso como sospecha. Con el modelo LDA, se confirmaron las amplitudes de cada fluoróforo como las variables características de la información espectral, y lograron obtener predicciones del 98% para la clasificación de patología y 96,3% para normalidad. El diagnóstico histopatológico se confirmó, a través de los análisis espectrales desarrollados, presentando 18 confirmaciones por pares de muestras de las 28 paciente analizadas, 11 con coincidencias directas y 7 con diagnóstico patológico en el par de muestras por paciente, es decir un 64,3% de coincidencia con el diagnóstico patológico; estos resultados permiten afirmar que el estudio de tejido mamario por espectroscopía de fluorescencia es un apoyo diagnóstico para el médico patólogo. (Texto tomado de la fuente) In this research, a study of paraffin-embedded breast tissue was carried out using the Fluorescence Spectroscopy technique. An alliance was made with the Instituto Caldense de Patología, who provided the samples for the study. 56 samples of breast tissue were measured, from which 495 fluorescence spectra were obtained, which were processed using an algorithm developed in the research group through Matlab, which normalized the data and generated the most relevant parameters of each spectrum. such as amplitude, area, FWHM, among others, in order to implement statistical models for data analysis, among which are Principal Component Analysis (PCA), Clusters, K-means and Linear Discriminant Analysis (LDA), in order to identify the most representative variables that allow a tissue classification with normality or pathology. The fluorescence spectra had a marked variation between the two samples of each patient, the fluorophores present in the tissue, the Collagen, Elastin, NADH and Flavins with high and low intensities, according to the type of sample, normal or pathological, classified by Histopathology. Using PCA, the normality distribution of the data is validated and the variables with the highest correlation for tissue classification are identified, in this case the amplitude of Elastin and NADH (Amp2 and Amp3). The conglomerate and K-means model allowed visualizing the cluster classification, where a 70.7% explanation of the data was obtained for 3 clusters, while in the case of 2 clusters, 63.7% was explained, this result It allows us to analyze and review, in greater detail, the classification of the tissues, which instead of assigning 2 groups (normality and pathology), a third group is added in that case as suspicion. With the LDA model, the amplitudes of each fluorophore were confirmed as the characteristic variables of the spectral information, and they managed to obtain predictions of 90% for the classification of pathology and 96.3% for normality. The histopathological diagnosis was confirmed, through the spectral analysis developed, presenting 18 confirmations by pairs of samples from the 28 patients analyzed, 11 with direct coincidences and 7 with pathological diagnosis in the pair of samples per patient, that is, 64.3 % of coincidence with the pathological diagnosis; these results allow us to affirm that the study of breast tissue by fluorescence spectroscopy is a diagnostic support for the doctor pathologic. Maestría Magíster en Ciencias - Física Ciencias Naturales

Ilustraciones, mapas En Colombia, la radiación solar ha sido principalmente estudiada de manera local. Algunos autores han estudiado la radiación solar en todo el territorio mediante la interpolación de observaciones en tierra. Sin embargo, estas aproximaciones tienen limitaciones relacionadas con la densidad de estaciones en tierra, la calidad de las observaciones y las incertidumbres asociadas a las técnicas de interpolación. El reanálisis ERA5-Land del ECMWF ofrece series de radiación solar hacia la superficie a una escala temporal horaria y espacial de cuadrículas de 0.1°, desde 1980 para todo el globo. ERA5-Land permite estudiar la radiación solar y otras variables terrestres usando un conjunto de datos que es continuo en el espacio y en el tiempo. En este trabajo, la radiación solar de ERA5-Land fue validada con registros horarios de estaciones meteorológicas del IDEAM, distribuidas sobre el territorio de Colombia. La variabilidad de la radiación solar horaria y diaria, de ERA5-Land fue caracterizada mediante el estudio de su ciclo diurno y anual; y su comportamiento estocástico fue estudiado a esas escalas mediante el cálculo de los índices atmosféricos de claridad y de cielo despejado. La variabilidad de la radiación a escalas diaria y anual está principalmente forzada por la geometría solar, pero las variaciones en la cantidad de radiación que llega a la superficie tienen un comportamiento estocástico, que depende de la atenuación de la atmósfera sobre la luz. Los resultados mostraron que la atenuación atmosférica presentan patrones espacio-temporales que han sido reportados en la literatura a través del estudio de la precipitación y otras variables meteorológicas. Los resultados presentados en este estudio son un insumo valioso para para la generación de energía, la planeación y el uso de recursos hídricos en la agricultura y el entendimiento de la climatología colombiana. A la hora de aproximar la radiación solar de ERA5-Land a la radiación solar incidente sobre Colombia, debe considerarse su naturaleza espacio-temporal y sus limitaciones: las estimaciones de ERA5-Land presenta desempeños más bajos en zonas con mayor variabilidad topográfica, y regiones y temporadas de alta nubosidad y precipitación. (Texto tomado de la fuente) In Colombia, the study of solar radiation has primarily been conducted on a local level. Some researchers have attempted to study solar radiation across the entire country by interpolating ground-based observations. However, these approaches are limited by factors such as the density of ground-based stations, the quality of the observations, and uncertainties associated with interpolation techniques. The ERA5-Land reanalysis from the ECMWF offers hourly and spatially resolved (0.1° grid) surface solar radiation data from 1980 for the entire globe. ERA5-Land allows for the study of solar radiation and other terrestrial variables using a continuous dataset in both space and time. In this study, the solar radiation data from ERA5-Land was validated using hourly records from IDEAM weather stations distributed throughout Colombia. The hourly and daily variability of the ERA5-Land solar radiation data was characterized through the study of its diurnal and annual cycles. Additionally, its stochastic behavior was examined at these scales by calculating the atmospheric clearness index and the cloudiness index. The variability of radiation at daily and annual scales is primarily driven by solar geometry, but variations in the amount of radiation reaching the surface exhibit a stochastic behavior that depends on atmospheric attenuation of light. The results showed that atmospheric attenuation exhibits spatio-temporal patterns that have been previously reported in the literature through the study of precipitation and other meteorological variables. The findings of this study provide valuable input for energy generation, water resource planning and use in agriculture, and for understanding the climatology of Colombia. When approximating ERA5-Land solar radiation to the incident solar radiation over Colombia, the spatio-temporal nature and limitations of the ERA5-Land estimates should be considered, as performance is lower in areas with greater topographic variability, and in cloudy and rainy regions and seasons. Minciencias Universidad Nacional de Colombia Universidad EIA Interconexión Eléctrica S.A. Maestría Magíster en Ingeniería - Recursos Hidráulicos Área Curricular de Medio Ambiente

Ilustraciones El banco de condensado (BC) es una de las fuentes más comunes de daño de formación en yacimientos de gas-condensado. Una de las estrategias más utilizadas para remediar este daño es la movilización del condensado utilizando solventes o químicos. Sin embargo, la mayor desventaja de estos tratamientos es la limitada perdurabilidad que ofrecen. Recientemente, se han diseñado y probado a escala de laboratorio nanofluidos para incrementar la movilidad del banco y potenciar el efecto de perdurabilidad del tratamiento. A pesar de los buenos resultados de laboratorio, la implementación de estos tratamientos se ha visto limitada por a la incertidumbre que se tiene para estimar el desempeño a escala de campo. En este documento se desarrolla una metodología para simular los beneficios potenciales que se podrían generar al implementar a escala de campo un tratamiento de base nanofluido para movilizar e inhibir el BC. Como caso de estudio se tomó un pozo de gas-condensado del piedemonte llanero colombiano y el nanofluido desarrollado por Franco et al. (2018). Para simular el flujo de fluidos y el perfil del BC, se utilizó un modelo composicional. Adicionalmente, se utilizó el modelo de doble sitio desarrollado por Zhang (2012), para simular el proceso de retención/removilización de las nanopartículas. El esquema numérico se implementó en el simulador FlowTram de la Universidad Nacional de Colombia y fue posteriormente validado con datos experimentales reportados en la literatura. Para la evaluación económica se utilizó como input los valores reales tomados del caso de estudio. El resultado de la evaluación técnico/económica mostró que los tratamientos base nanofluido tienen un alto potencial para mitigar el daño por BC, generando incrementales de producción y beneficios económicos. (texto tomado de la fuente) Condensate banking is one of the most common sources of formation damage in gas-condensate reservoirs. A common strategy for remediating the damage is mobilizing the condensate banking using solvents or chemicals. However, the major drawback of these treatments is the limited perdurability, being considered short-term solutions in the industry. Recently, nanofluids have been engineered to increase condensate mobility and treatment perdurability by changing the rock surface wettability. Although there is a potential use of nanofluids for increasing the productivity of gas fields having condensate-banking problems, its main limitation is the uncertainty to estimate the performance at field scale. In this document develops a methodology to simulate the potential benefits at field scale of using a nanofluid treatments for condensate banking mobilization and inhibition. As a case of study, it was taken a gas condensate well in the Colombian foothills (llanos basin) and a nanofluid developed by Franco et al. (2018) with silica nanoparticles functionalized with a commercial anionic surfactant. To simulate benefits, a compositional model was used to modelling fluid flow and condensate banking profile. Additionally, a double site model was used to simulate nanoparticles retention/remobilization process (Zhang, 2012). The numerical scheme was implemented in an in-house simulator (FlowTram) and further validated with experimental data reported in literature. For the economic analysis were taken as input the real values of the case study. The result of the technical/economic evaluation shows nanofluid treatment has a large potential to mitigate condensate-banking damage at field scale, leading to an incremental production and an economic benefit. Ecopetrol SA Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería de Petróleos Simulación de flujo en medio porosos Área curricular de Ingeniería Química e Ingeniería de Petróleos

ilustraciones, mapas La forma de la topografía de la superficie en la parte sur del territorio colombiano es el resultado de la deformación producida por la subducción de la placa de Nazca debajo de la Placa de Suramérica. Se genera un modelado numérico termo-mecánico para solucionar varias ecuaciones que describen los fenómenos físicos principales asociados a calor y esfuerzo. Este proceso de subducción es modelado bajo el marco de la mecánica de los medios continuos. Se presenta la evolución en la subducción escogida modelando los escenarios en aproximadamente 150 millones de años desde el periodo geológico Jurásico hasta ahora, parametrizado por el control que ejerce la forma de la topografía actual. Este modelamiento se realiza con el programa computacional MatLab y se tienen en cuenta códigos computacionales de varios autores que están trabajando en estas soluciones. Un aspecto fundamental es discretizar el espacio basándose en coordenadas planas formando un grillado de 24.888 marcas y representando un área de 300 km de alto y 3000 km de largo sobre la latitud de 3° grados. Se determinan esfuerzo, temperatura, composición, velocidad, geometría y propiedades de las cortezas oceánica y continental para un total de 10 escenarios. El código i3Elvis resulta ser un código robusto para modelar fenómenos de la subducción tales como; la ruptura, ángulo bajo con respecto al horizonte de la placa oceánica. Pero no resulta ser efectivo para el desprendimiento de la placa cuando se adhiere un terreno oceánico. Se genera un modelo de geometría actual de las rocas involucradas en la subducción por medio de datos de gravimetría y magnetometría, el cual, es el objetivo de llegada del modelamiento. (Texto tomado de la fuente) The shape of the surface topography in the southern part of the Colombian territory is the result of the deformation produced by the subduction of the Nazca plate under the South American Plate. We generate a thermo-mechanical numerical modeling to solve several equations that describe the main physical phenomena associated with heat and stress. We model this subduction process under the framework of continuum mechanics. We present the evolution in the chosen subduction modeling the scenarios in approximately 150 million years from the Jurassic geologic period until now, parameterized by the control exerted by the shape of the current topography. This modeling was carried out with the MatLab computer program and computer codes of various authors who are working on these solutions were taken into account. A fundamental aspect is to discretize the space based on plane coordinates, forming a grid of 24,888 marks and representing an area 300 km high and 3000 km long on the latitude of 3° degrees. We determined stress, temperature, composition, velocity, geometry, and properties of the oceanic and continental crusts for a total of 10 scenarios. The i3Elvis code turned out to be a robust code to model subduction phenomena such as; the rupture, low angle with respect to the horizon of the oceanic plate. But it did not turn out to be effective for plate detachment when an oceanic terrain is attached. We generated a current geometry model of the rocks involved in the subduction through gravimetry and magnetometry data, which was the goal of the modeling. Doctorado Doctor en Geociencias Estratigrafía, tectónica y Geodinámica

Texto de ingeniería para la obtención del titulo de Magister en Ingeniería Mecánica Ilustraciones Para poder hacer una reducción de CO\textsubscript{2} y la generación de energía eléctrica se toma como elección el motor Stirling acoplado a una concentración solar de potencia térmica que posibilite suplir la dependencia del combustible fósil, cuyo desempeño es por medio de combustión externadonde su virtud más importante es la sencillez de su creación, su escasa contribución a la contaminación del aire y es confiable de nombrar que el motor Stirling puede llevar a cabo funcionar con cualquier tipo de combustible, incluyendo la radiación solar. El motor Stirling tiene uno de los más elevados rendimientos de una maquina térmica, no obstante muestran retos que requieren ser afrontados si se desea obtener un diseño con elevado manejo de la misma forma, la optimización en el diseño no debe exceder ciertos precios máximos del grupo. El segundo problema que perjudica seriamente el manejo y el precio del motor Stirling es la errada selección del regenerador debido a que de este, es dependiente la operación del motor Stirling. Palabras clave: Stirling, Regenerador, Configuración, Energía, Colombia, Emisiones (Texto tomado de la fuente) Abstract In order to be able to make a reduction of CO2 and the generation of electrical energy, the Stirling engine coupled to a solar concentration of thermal power is taken as a choice that makes it possible to replace the dependence on fossil fuel, whose performance is by means of external combustion, where its most important virtue is the simplicity of its creation, its low contribution to air pollution and it is reliable to name that the Stirling engine can be carried out to operate with any type of fuel, including solar radiation. The Stirling engine has one of the highest efficiencies of a thermal engine, however there are challenges that need to be faced if a design with high efficiency is to be obtained and, likewise, design optimization must not exceed certain price ceilings of the group. The second problem that seriously harms the handling and price of the Stirling engine is the wrong selection of the regenerator, since the operation of the Stirling engine depends on it. Keywords: Stirling, Regenerator, Configuration, Energy, Colombia, Emissions Maestría Magíster en Ingeniería Mecánica

Tesis de Doctorado en la cual se describe las características de fabricación y caracterización de una celda de Combustible de Hidrógeno de óxido Solido listas, tablas La tecnología de las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) ha tomado relevancia internacional según el acuerdo de París celebrado el pasado 22 de abril de 2016 en New York Estados Unidos, esto compromete a los países más industrializados en reducir los gases de efecto invernadero y aumentar la producción de energía renovable, mediante el uso de hidrógeno como combustible. Esta tesis está basada en un cuidadoso tratamiento experimental para comprender, desarrollar y caracterizar múltiples materiales que posean un alto valor para las celdas SOFC. La caracterización térmica, estructural y el comportamiento de los fenómenos de transporte que se dan en cada sección de la celda, ánodo, electrolito y cátodo, son primordiales para llevar a cabo la formación completa de una celda SOFC y su respectiva caracterización electroquímica. Se realizó la síntesis de nanopartículas de Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G) y La0.7Ca0.3Mn1-xFexO3 (x = 0; 0.005; 0.01; 0.015 y 0.02 por el método sol-gel como potenciales cátodos para SOFC, así como nanopartículas de Ce0.9Gd0.1O1.92 y (Bi1−xErx)2O3 (x= 0.15, y 0.2), usando el mismo método, con el fin de que sean empleados como electrolitos. Se realizaron medidas eléctricas de conductividad hasta 800 °C, para comprender los mecanismos de movilidad de iónica y electrónica. Investigaciones desarrolladas por otros autores, enfocadas en la perovskita de Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G) muestran buen comportamiento eléctrico. Sin embargo, es necesario aclarar si el transporte electrónico se origina en la fase cúbica o en la hexagonal. En esta tesis se encontró que éste tipo de nanopartículas presentan una fase tipo perovskita desordenada, con estados de valencia mixta. Se logró incrementar la transición de la fase cúbica usando el método sol–gel con EDTA respecto a lo reportado. Los estudios de conductividad eléctrica demostraron que la fase cúbica con simetría de grupo espacial Pm3 ̅m incrementa las vacancias de oxígeno, mejorando su conductividad. El origen de este proceso se puede explicar en términos de la transición de los estados de oxidación 〖Mn〗^(4+) 〖 → Mn〗^(3+) fomentando saltos de pares electrón/hueco. Los refinamientos Rietveld, análisis HRTEM y XPS permiten determinar que la estructura cúbica mejora la conductividad eléctrica más efectivamente que la fase mixta cúbica/hexagonal. Nuestros resultados sugieren que la energía de activación (Ea) para el transporte de electrones es independiente de la simetría, pero no de la concentración de Pr3+. Las medidas de conductividad a 4 puntas indicaron una conductividad máxima de 183.55 S cm-1 a 800 °C, duplicando este valor respecto a trabajos ya publicados anteriormente y un valor de resistencia a la polarización de 0.31 Ω cm2, ratificando el potencial uso de estos materiales como cátodos en celdas SOFC. Las nanopartículas de La0.7Ca0.3Mn1-xFexO3 (x = 0; 0.005; 0.01; 0.015 y 0.02, condujeron a una estructura ortorrómbica tipo perovskita de grupo espacial Pnma, de acuerdo los análisis Rietveld. Un incremento del catión Fe3+ en bajas concentraciones provoco la reducción de la distorsión Jahn-Taller; en consecuencia se indujo un incremento en el factor de tolerancia, que a su vez disminuyo el volumen de la celda unitaria. Los resultados de impedancia indicaron el comportamiento de un semiconductor térmicamente activado entre 143 a 300 K. Se encontró que los valores de energía de activación (Ea) usando el modelo del pequeño salto de polarón, aumentan proporcionalmente a medida que aumentan las concentraciones de Fe3+. Por encima de la temperatura de Curie (Tc), el comportamiento de σ(T) se ha explicado con base en el modelo de salto de rango variable (VRH), mientras que en un rango de temperatura inferior a (Tc) se observó un comportamiento semiconductor (SPH). Al formar la celda SOFC de Ánodo Ni-GDC | Electrolito GDC | Cátodo ESB 15% + Pr0.65Ba0.35MnO3-δ, se realizó la medida de densidad de potencia con un valor de 1.2 mW cm2 a 650 °C con un voltaje de la celda a circuito abierto de 0.62 V y un flujo de hidrógeno de 90 cm3. Otro de los resultados relevantes fue el desarrollo de tintas cerámicas de Ce0.9Gd0.1O1.92, (Bi1−xErx)2O3 (x= 0.15, y 0.2), Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G), para hacer impresión de capas delgadas mediante serigrafía, este es un método innovador que se está implementando en la industria de las SOFC, obteniendo capas delgadas entre 21 μm a 27.3 μm de espesor. (Texto tomado de la fuente) Solid oxide fuel cell (SOFC) technology has been taking international relevance according to the Paris agreement celebrated on April 22, 2016 in New York United States. This commits the most industrialized countries to reduce greenhouse gases and increase the production of renewable energy, through the use of hydrogen as fuel. This thesis is based on a meticulous experimental procedure in order to understand, develop and characterize multiple materials that have a high value for SOFC cells. The thermal and structural characterization and understanding of the transport phenomena that occur in each section of the cell, anode, electrolyte, and cathode are essential to carry out the complete formation of a SOFC. Nanoparticles synthesis of Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G) and La0.7Ca0.3Mn1- xFexO3 (x = 0.005, 0.01, 0.015 y 0.02) were carried out by the sol-gel method as potential cathodes for SOFC, as well as, the nanoparticles formation of Ce0.9Gd0.1O1.92 y (Bi1−xErx)2O3 (x= 0.15, y 0.2) using the same synthesis technique, as electrolytes. The electrical conductivity measurements were done up to 800 ° C, in order to understand the mobility mechanisms of ions and electrons. La0.7Ca0.3Mn1-xFexO3 (x = 0; 0.005; 0.01; 0.015 y 0.02) nanoparticles led to a single perovskite-type orthorhombic structure. Rietveld refinement confirms an orthorhombic structure with Pnma space group symmetry. An increase of the Fe3+ cation in lower concentrations promotes a reduction of the Jahn-Teller distortion, and consequently, induces an increase in the tolerance factor, therefore, decreasing its unit-cell volume. The complex-plane impedance results indicated a thermally activated semiconductor behavior between 143 and 300 K. The activation energy (Eh) using a small polaron hopping model was found to increase proportionally to the increase in Fe3+ doped concentration. Above (Tc), the 𝜎�𝜎�(𝑇�𝑇�) behavior has been explained based on the Variable-range hopping (VRH) model, while in a temperature range below (Tc) using the (SPH) model. Research by other authors for the Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G) perovskite, show good electrical behavior. However it is necessary to clarify whether electronic transport originates in the cubic or hexagonal phase. This type of nanoparticles have Ba-doped Pr1-xBaxMnO3-δ (x=0.35, 0.4, 0.45 and 0.5) disordered perovskites with mixed valence states. The cubic-phase transition increases when the EDTA sol-gel synthesis method is used. Electrical conductivity studies demonstrate that cubic 𝑃�𝑚�3𝑚� space group symmetry with an increased number of oxygen vacancies enhances conductivity. The origin of this process has been explained in terms of the transition of oxidation states Mn4+ → Mn3+ ions forming hopping sites for electrons/holes. Rietveld refinement, HRTEM, and XPS clarify that the cubic perovskite structure enhances the electrical conductivity more effectively than their cubic/hexagonal mixture counterparts. Our results suggest that the activation energy (Ea) for electron transport is independent of symmetry but not of Pr3+ concentration. Conductivity measurements at 4 points indicated a maximum conductivity of (183.55 S cm-1 to 800 °C) suggested by previously published research and a value of polarization resistance to 0.31 Ω cm2 , ratifying its potential application as cathode for SOFC. When forming the SOFC cell of Ni-GDC Anode | GDC Electrolyte | ESB cathode 15% + Pr0.65Ba0.35MnO3- δ, the power density measurement was performed with a value of 1.2 mW cm2 a 650 °C with an open circuit cell voltage of 0.62 V and a hydrogen flow of 90 cm3 . Other relevant results were the development of ceramic inks of Ce0.9Gd0.1O1.92, (Bi1−xErx)2O3 (x= 0.15, y 0.2), Pr1-xBaxMnO3-δ (x= 0.35; 0.4; 0.45; 0.5 EDTA x=0.5 E-G), to print thin layers by screen printing. This is an innovative method that is being implemented in the SOFC industry, obtaining thin layers between 21 μm a 27.3 μm of maximum thickness, which can be compared with the results of the literature using techniques such as magnetron sputtering. MInciencias Alianza del Pacifico Conacyt (México) Doctorado Doctor en Ingeniería - Ingeniería Automática Energías Renovables

Ilustraciones Caracterización de varistores de ZnO ante sobretensiones transitorias con tiempo de frentes muy rápidos (VFTO) Este trabajo presenta la caracterización de un tipo de varistores de ZnO ante sobretensiones transitorias con tiempo de frente muy rápido (VFTO. Very Fast Transient Overvoltages), mediante un desarrollo teórico-experimental. Tradicionalmente, los varistores son analizados para transitorios un poco más lentos, del orden de los cientos de kHz, asociados principalmente a descargas eléctricas atmosféricas. Sin embargo, existen fenómenos de muy alta frecuencia, principalmente en estaciones encapsuladas o dispositivos aislados en gases, que podrían presentar transitorios muy rápidos, y este tipo de protección no está ampliamente estudiada frente a estos fenómenos. En la primera etapa, se realiza el estado del arte que comprende el estudio de los diferentes modelos de los descargadores de sobretensión ante sobretensiones con tiempos de frente muy rápido. Estos son el punto de partida para la caracterización de dichos dispositivos ante los pulsos de tensión VFTOs. Además, se presenta un análisis teórico sobre la estructura interna del varistor de ZnO, permitiendo establecer los efectos no lineales causados por los aditivos que contiene este material, del mismo modo, se estudian los mecanismos de conducción eléctrica que explican el porqué de la desviación de la ley de Ohm en estos dispositivos. Mas adelante, se planea y se lleva a cabo un diseño experimental con un solo factor, para un total de 5 unidades experimentales, a las cuales se le realizaron 20 réplicas. Este diseño experimental permitió seleccionar un solo varistor en representación de la población muestral, mediante el Análisis de Varianza (ANOVA. Analysis Of Variance). En la última parte, se presenta la forma de onda obtenida por el generador de pulsos de tensión diseñado, la cual se caracterizó por su nivel de voltaje, frecuencia y tiempo de frente (Rise Time); finalmente, se presentan las pruebas de laboratorio al varistor seleccionado, cuya respuesta en el voltaje residual y corriente de descarga permitió establecer el dominante efecto capacitivo en el comportamiento de varistor ante pulsos de tensión VFTOs. (Texto tomado de la fuente) Study of the behavior of low voltage ZnO varistors against very fast transient overvoltages (VFTO). This work performs the characterization of a type of ZnO varistor, used in low voltage aginst very fast transient overvoltages with front time (VFTO), using a means theoretical-experimental development. Traditionally, varistors are analyzed for transients slower, that is about hundreds of kHz, mainly associated with atmospheric electrical discharges. However, there are very high- frequency phenomena, essentially in encapsulated stations or devices insulated-gas, which could present very fast transients, and this type of protection, has not been widely studied in the face of these phenomena. In the first stage, the state of the art is carried out, which includes the study of the different models of surge arresters in the event of surges with fast front times. These are the starting point for the characterization of these devices in the face of voltage pulses. VFTOs. Furthermore, a theoretical analysis of the internal structure of the ZnO varistor is presented, establishing the non-linear effects caused by the additives contained in this material, as well as the electrical conduction mechanisms that explain the reason for the deviation of Ohm's law in these devices. Then an experimental design with a single factor is planned and carried out, for five experimental units, to which 20 replications were made. This experimental design allowed the selection of a single varistor in the sample population representation, using the Analysis of Variance (ANOVA). In the last part, the waveform obtained by the designed voltage pulse generator is presented, which was characterized by parameters such as voltage level, frequency, and rise time. Finally, the laboratory tests at the selected varistor are presented. Thus, the response in the residual voltage and discharge current allowed to establish the dominant capacitive effect in the behavior of the varistor before voltage pulses VFTOs Doctorado Doctor en Ingeniería Energía Área curricular de Ingeniería Química e Ingeniería de Petróleos

gráficos, ilustraciones, tablas En el presente trabajo se desarrolló una novedosa metodología para la detección preliminar de cocaína en matrices poliméricas por medio de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). Para esto, se realizó un análisis sistemático de polímeros con y sin cocaína incrustada a fin de determinar la respuesta eléctrica de estas matrices e identificar una señal característica que indique la presencia del alcaloide. Con el fin de soportar este estudio, se realizaron caracterizaciones fisicoquímicas y composicionales que validaran los resultados obtenidos por medio de EIS. Los datos obtenidos por EIS fueron analizados mediante circuitos equivalentes a fin de realizar una descripción detallada del comportamiento eléctrico de los polímeros, mediante este análisis se encontró que los polímeros sin dopaje presentan un circuito equivalente compuesto de una resistencia y un elemento de fase constante demostrando el carácter dieléctrico de estas muestras, mientras que los polímeros dopados presentan una capacitancia adicional que sugiere una doble polarización debido a la presencia de cocaína en la matriz . Adicionalmente, se validó que existe una relación entre la presencia de la cocaína incrustada en las matrices poliméricas con la resistencia eléctrica del material. La presencia del alcaloide disminuye significativamente la resistencia eléctrica del material debido a un aumento en la conductividad de la muestra producto de la estructura del dopaje. (Texto tomado de la fuente) In the present work, a novel methodology was developed for the preliminary detection of cocaine of cocaine embedded in polymeric matrices by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). A systematic analysis of polymers with and without embedded cocaine was carried out to determine the electrical response of these matrices and identify a characteristic signal that indicates the presence of the alkaloid. To support this study, physicochemical and compositional characterizations were carried out to validate the results obtained through EIS. The data obtained by EIS were analyzed by means of equivalent circuits in order to carry out a detailed description of the electrical behavior of the polymers, through this analysis it was found that the polymers without doping present an equivalent circuit composed of a resistance and a constant phase element, demonstrating the dielectric character of these samples, while the doped polymers present an additional capacitance that suggests a double polarization due to the presence of cocaine in the matrix. Additionally, it was validated that there is a relationship between the presence of cocaine embedded in the polymeric matrices with the electrical resistance of the material. The presence of the alkaloid significantly decreases the electrical resistance of the material due to an increase in the conductivity of the sample because of the doping structure. Maestría Magíster en Ciencias - Física Ciencias Naturales

figuras, tablas Este trabajo propone un inversor de fuente de corriente monofásico (CSI) conectado a la red, que permite el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y un factor de potencia (FP) cercano a uno. El inversor CSI en su lado de corriente continua (DC) cuenta con un panel fotovoltaico junto con una inductancia que hace las veces de fuente de corriente, permitiendo así mantener una corriente constante a través del enlace. El algoritmo MPPT controla directamente la potencia del sistema fotovoltaico, este generará una referencia de corriente que en régimen estacionario forzará a que el punto de trabajo del panel se posicione en la potencia máxima, el cual será utilizada como referencia para el controlador aplicado al inversor CSI. En este caso se diseña un control por modos deslizantes (SMC), el cual se caracteriza por ser robusto ante perturbaciones externas dado que su diseño no depende de los parámetros del sistema. El objetivo principal del controlador es hacer que la corriente de salida del sistema esté en fase con la tensión de la red y no se inyecten más armónicos aparte del fundamental, garantizando así, lo estándares de calidad de la potencia en el sistema de distribución. This work proposes a single-phase current source inverter (CSI) connected to the grid, which allows the monitoring of the maximum power point (MPPT) and a power factor (FP) close to one. The CSI inverter on its direct current (DC) side has a photovoltaic panel together with an inductance that acts as a current source, thus allowing a constant current to be maintained through the link. The MPPT algorithm directly controls the power of the photovoltaic system, it will generate a current reference that in steady state will force the working point of the panel to be positioned at the maximum power, which will be used as a reference for the controller applied to the CSI inverter. In this case, a sliding mode control (SMC) is designed, which is characterized by being robust against external disturbances since its design does not depend on the parameters of the system. The main objective of the controller is to make the output current of the system be in phase with the mains voltage and no more harmonics are injected apart from the fundamental one, thus guaranteeing the power quality standards in the distribution system. Maestría Maestría en Ingeniería - Automatización Industrial Energías Renovables y Control

imágenes, ilustraciones, tablas La presencia de secuencias sedimentarias ubicadas en diversos contextos geotectónicos, donde prevalecen intervalos sedimentarios con rangos de temperatura entre 60-120°C, han permitido identificar patrones de reservorios de hidrocarburos de importancia económica. Este patrón ha sido denominado Zona Dorada por Buller et al. (2005) y Nadeau (2011) y hace referencia a una hipótesis de coexistencia de un sistema petrolífero con trampas de hidrocarburos que garantizan mínima degradación o transformación de la materia orgánica. A medida que aumentan las observaciones puntuales reportadas, la distribución de cinturones de la Zona Dorada en el mundo se precisa y permite configurar mapas que ayudan a identificar zonas de mayor potencial y efectividad del ejercicio exploratorio. La Profundidad de Curie representa la profundidad a la cual las rocas pierden sus propiedades magnéticas, esto ocurre a temperaturas entre los 550oC y 580oC (Turcotte y Schubert, 2002). En este trabajo se estimó un modelo global de profundidad de Curie a partir de una inversión de anomalías magnéticas con datos del grid EMAG2v3, utilizando la técnica del espectro radial de potencia promediado. Los resultados de profundidad de Curie obtenidos están en un rango de 10 a 50 km, observándose en promedio, valores menores en la zona oceánica respecto a la zona continental; con estos resultados de profundidad de Curie se estimó un modelo global de gradiente geotérmico. Por otro lado, se compiló una base mundial de datos de gradientes geotérmicos que permitió estimar un modelo global de distribución y variaciones laterales, mediante la integración de mediciones reales de gradiente geotérmico con los resultados previos de la inversión de anomalías magnéticas, obteniéndose resultados de gradientes geotérmicos que oscilan entre aprox. 10-90 km/°C. Adicionalmente, la estimación de la Zona Dorada tuvo en cuenta el mapa GlobSed (Straume et al. 2019) que tiene datos de espesores sedimentarios actualizados para áreas oceánicas y mares marginales, así como otros conjuntos de datos e información puntual reportada en literatura para áreas continentales y oceánicas. En general, los resultados de este estudio muestran que los intervalos de la Zona Dorada varían en diferentes ambientes tectónicos, encontrándose entre los 500 a 5000 m. (Texto tomado de la fuente) The presence of sedimentary sequences located in diverse geotectonic contexts that prevail with temperatures ranging between 60-120ºC has permitted the identification of hydrocarbon reservoir patterns of economic importance. Those patterns named as the Golden Zone by Buller et al. (2005) and Nadeau (2011), refer to a hypothesis of coexistence of a petroleum system with traps that guarantee minimal degradation or transformation of hydrocarbons. By real data incorporation from regional observations, the precision on the mapping of global Golden Zone distribution will improve, helping to distinguish zones of relevant hydrocarbon potential and improving exploration effectiveness. The Curie Point Depth (CPD), which represents the depth at which the ferromagnetic minerals lose their magnetic properties (approx. 580ºC for magnetite). A CPD worldwide was estimated using the EMAG2v3 grid by applying the radial averaged power spectrum technique. The CPD results varying between 10 to 50 km, showing lower values on oceanic zones, a global model of geothermal gradient was estimated by those CPD results. On the other side, a world database of geothermal gradients was compiled to estimate a global model of distribution and lateral variations, by integrating real data of geothermal gradient with the previous results of the inversion of magnetic anomalies, obtaining geothermal gradient results ranging from approx. 10-58 km / °C. Additionally, we used a global map of sedimentary thickness supported on datasets coming from oceanic areas and marginal seas (Straume et al., 2019), as well as other observations reported in the literature for continental and oceanic areas. In general, we found that the Golden Zone interval varies in different geotectonic settings, ranging between approx. 500 a 5000 m. Maestría Magister en Ciencias Geología Ocupación Humana

Ilustraciones Los materiales funcionalmente graduados (MFGs) son un tipo de compuestos en los que la microestructura, la composición u otras características se modifican de forma continua a través de una o varias direcciones, lo que permite una variación suave de las propiedades a lo largo del volumen. Este concepto también es aplicable a las estructuras, lo que se conoce como estructuras funcionalmente graduadas (EFGs). En particular, la idea de la gradación está ampliamente explotada en la naturaleza, por ejemplo, en los huesos, los dientes, los cuernos, los picos de las aves y la madera, donde la mayoría de las cargas son de tipo dinámico. Además, muchas de estas estructuras biológicas no solo son gradadas sino también porosas, lo que ayuda a la naturaleza a utilizar eficazmente el material y a construir estructuras ligeras. Así, siguiendo estos conceptos bioinspirados, esta investigación explora el diseño mediante el método de optimización topológica (MOT) de estructuras bajo cargas de impacto con porosidad gradada. Los impactos son fenómenos dinámicos de corta duración e intensidad elevada que pueden producir daños importantes a las estructuras impactadas. Dependiendo de la energía del impacto, el problema se puede modelar como un fenómeno transitorio lineal o un complejo problema que involucra parte o todas las formas de no linealidad como plasticidad, contacto y grandes deformaciones, desplazamientos y rotaciones. En esta tesis se trata el impacto en dos regímenes de acuerdo a la típica clasificación basada en la velocidad: impacto a baja velocidad que se modela como un fenómeno lineal e impacto a velocidad media en donde se incluirán todos los tipos de no linealidad. Para ello, se plantean dos líneas de investigación. La primera considera el diseño de estructuras bajo impacto lineal con el MOT basado en gradientes, la estructura se analiza mediante el método de los elementos finitos (MEF) y la ecuación de movimiento semidiscreta se integra en el tiempo con un método de integración directa implícito (Newmark). En esta línea se diseñan EFGs porosas a nivel macroscópico con porosidad variable de forma predefinida buscando la máxima rigidez y el mínimo peso cuando se aplican cargas transitorias. Para alcanzar dicho objetivo, utilizamos una restricción local por elemento especificando límites superiores en el volumen de material localizado en la proximidad de cada elemento, la cual se trata como una norma $p$ para formar una restricción global equivalente para facilitar un proceso de optimización eficiente. Esta restricción se explora de varias maneras para producir diversos EFG porosas. Todo este proceso se implementa en MATLAB. El segundo enfoque considera el diseño de estructuras bajo impacto no lineal de media velocidad usando el MOT sin gradientes, el MEF considera todas las no linealidades y se utiliza un método de integración explícita (diferencia central). La porosidad aquí se logra mediante la restricción de la fracción de volumen de cada capa de una estructura multicapa. Este proceso se realiza en el software comercial LS-TaSC para la optimización y LS-Dyna para el análisis MEF. Las EFG porosas diseñadas en este trabajo pueden potencialmente satisfacer tanto las necesidades de ligereza como las de alta absorción de energía requeridas para aplicaciones sometidas a cargas de impacto, como en la industria automovilística, biomédica y quizás en otras más complejas como en la industria militar. (Texto tomado de la fuente) Functionally graded materials (FGMs) are a kind of composites in which the microstructure, composition, or other characteristic is changed continuously through one or more directions allowing a smooth variation of properties over the volume. This concept is also applicable to structures where they are known as functionally graded structures (FGSs). In particular, the graded idea is widely exploited in nature, for instance, in bones, teeth, horns, bird beaks and wood, where most loads are of dynamic type. Moreover, most of these biological structures are not only graded, but also porous, which helps nature to use the material efficiently and to build lightweight structures. Thus, following these bio-inspired concepts, this research explores the design by the topology optimization method (TOM) of graded porous structures under impact loads. Impacts are dynamic phenomena of short duration and high intensity that can cause significant damage to impacted structures. Depending on the impact energy, the problem can be modeled as a linear transient phenomenon or a complex problem involving part or all forms of nonlinearity such as plasticity, contact and large deformations, large displacements and large rotations. In this thesis the impact is treated in two regimes according to the typical velocity-based classification: low velocity impact that is modeled as a linear phenomenon and medium velocity impact where all types of non-linearities will be included. To this end, two approaches are proposed. The first one considers the design of structures under linear impact with gradient-based TOM, the structure is analyzed using the finite element method (FEM) and the semi-discrete equation of motion is integrated in time with an implicit direct integration method (Newmark). Herein, functionally graded porous structures (FGPSs) are designed at macroscopic level with varying porosity in a predefined way looking for the maximum stiffness and minimum weight when transient loads are applied. To achieve this objective, we use a local per-element constraints by specifying upper bounds on the localized material volume in the proximity of each element, which is treated as a $p$-norm to form an equivalent global constraint to facilitate an efficient optimization process. This constraint is explored in several ways to produce several porous FGS. % in 2D and 3D. This whole process is implemented in MATLAB. The second approach considers the design of structures under nonlinear medium velocity impact using the TOM without gradients, the FEM considers all nonlinearities and an explicit integration method (central difference) is used. Porosity here is achieved by constraining the volume fraction of each layer of a multilayer structure. This process is performed in the commercial software LS-TaSC for the optimization and LS-Dyna for the FEM analysis. The porous FGS designed in this work can potentially satisfy both the lightweight and high-energy-absorption properties required for applications under impact loads such as in automotive, biomedical industry and perhaps in more complex ones such as in the military industry. Beca Doctorado Nacional de Colciencias: convocatoria 567/2012 Locomotora de la innovación para el apoyo del desarrollo tecnológico (Colciencias): convocatoria 621/2013 Doctorado Doctor en Ingeniería Doctor en Antropología Mecánica computacional

ilustraciones, tablas Se diseña un pupitre de control para un generador de impulsos de alta tensión ca - cd – impulso hasta 140 kV con el ensamblaje de un esquema de operación correspondiente a una operación combinada seleccionable monofásica o trifásica. El ensamble final se logró luego de 4 procesos de ensayo y error los cuales abarcaron un periodo de 12 meses. Se destaca que cada fase de la operación trifásica se ha dispuesto mediante dos variacs compensados mediante dos bobinas de choque, ubicados al mismo nivel, correspondiente a 10 kVA/fase, 50A/fase, 0-250 V. Para el caso de la operación monofásica todos los seis variacs dispuestos en paralelo son compensados mediante seis bobinas de choque, permitiendo obtener, 30 kVA, 150A, 0-250V. Cada variac cuenta con 250 espiras dispuestas en un arco de 290° aprox. para una tensión de 1 V por espira. Para la motorización del anterior suministro de tensión reconfigurable, se seleccionó y utilizó un motor dc de 15 vatios con reductor de velocidad (24 V a 625 mA) el cual mediante un arreglo de poleas acciona con velocidad uniforme el contacto móvil (cursor de escobillas) sobre las espiras del juego de variacs. De esta forma se obtiene una velocidad variable, tanto al ascenso como el descenso en la tensión de salida (recorrido de las espiras), alcanzando un tiempo mínimo de recorrido de 30 segundos (mayor velocidad) y un tiempo máximo de recorrido de 360 segundos (menor velocidad) de todas las espiras. La metodología establecida para el proyecto se basa en el cálculo y diseño de cada uno de los elementos involucrados en el tablero de control, como lo son la parte de la energización, la parte de control, la parte de señales, la parte de instrumentación, la parte de instrumentación y la parte de protecciones eléctricas. Estas se asocian también con otros componentes que a su vez se deben calcular como en el caso de los conductores, dimensiones de equipos, etcétera. A control desk is designed for a high voltage ac - dc - pulse generator up to 140 kV with the assembly of an operation scheme corresponding to a combined selectable single-phase or three-phase operation. The final assembly was achieved after 4 trial and error processes which spanned a period of 12 months. It should be noted that each phase of the three-phase operation has been arranged by means of two variants compensated by two choke coils, located at the same level, corresponding to 10 kVA / phase, 50A / phase, 0-250 V. In the case of single-phase operation All the six variacs arranged in parallel are compensated by six choke coils, allowing to obtain, 30 kVA, 150A, 0-250V. Each variac has 250 turns arranged in an arc of approx. 290 °. for a voltage of 1 V per turn. For the motorization of the previous reconfigurable voltage supply, a 15 watt dc motor with speed reducer (24 V at 625 mA) was selected and used which, through an arrangement of pulleys, drives the moving contact (brush cursor) with uniform speed. on the turns of the game of variacs. In this way, a variable speed is obtained, both when the output voltage rises and falls (loops travel), reaching a minimum travel time of 30 seconds (higher speed) and a maximum travel time of 360 seconds (slower speed) of all turns. The methodology established for the project is based on the calculation and design of each of the elements involved in the control panel, such as the energization part, the control part, the signal part, the instrumentation part, the instrumentation part and the electrical protection part. These are also associated with other components that must in turn be calculated as in the case of conductors, equipment dimensions, etc. Maestría Magister en Ingeniería – Ingeniería Eléctrica Alta Tensión

Documento pdf - 158 páginas Ilustraciones En este trabajo se presenta la formulación de un índice unificado de calidad de la potencia aplicado a redes de distribución radiales. El índice se enfoca en dos fenómenos de calidad a saber: sags de voltaje y distorsión armónica de voltaje, y permite cuantificar el impacto de conectar fuentes de generación fotovoltaica y cargas no lineales, sobre estos dos fenómenos. La formulación del índice se logra a partir del análisis de sensibilidad paramétrica de los voltajes en los nodos de la red, en función de las variaciones de las impedancias de líneas y cargas del sistema y de la ubicación del punto de conexión de la fuente fotovoltaica o de la carga no lineal. El análisis de sensibilidad se desarrolla mediante un algoritmo propuesto, basado en el planteamiento de las ecuaciones de la red y en un patrón lógico de comportamiento que permite resolverlas secuencialmente. El resultado de dicho análisis permite identificar dos factores determinantes por cada fenómeno de calidad, con los cuales, mediante una metodología de calificación, se plantean los dígitos de dos índices individuales que posteriormente se integran en el índice unificado. El índice propuesto se aplica a diferentes casos de estudios sobre el sistema de referencia IEEE 33-node test feeder, dentro de los cuales se consideran distintos rangos de variación de cargas y de impedancias de líneas, la conexión de una fuente fotovoltaica con inyección de armónicos y la conexión de un variador de velocidad de motores como carga no lineal. Para estas conexiones se identificó que el nivel de penetración puede desmejorar la calidad, y que la conexión de la carga no lineal es la que ocasiona la mayor reducción en la calidad de los nodos. El índice permite clasificar los nodos según su calidad de la potencia y constituye una herramienta útil, práctica y fácil de calcular. (Tomado de la fuente) In this Work, the formulation of a unified power quality index applied to radial distribution networks is presented. The index focuses on two quality phenomena, namely: voltage sag and voltage harmonic distortion, and allows quantifying the impact of connecting photovoltaic generation sources and non-linear loads, on these two phenomena. The formulation of the index is achieved from the parametric sensitivity analysis of the voltages in the network buses, depending on the system’s line and load impedances variations and the location of the connection point of the photovoltaic source or non-linear load. The sensitivity analysis is developed using a proposed algorithm, based on the approach of the network equations and on a logical pattern of behavior that allows them to be resolved sequentially. The result of this analysis makes it possible to identify two determining factors for each quality phenomenon, with which, by means of a qualification methodology, the digits of two individual indices are raised that are later integrated into the unified index. The proposed index is applied to different case studies on the IEEE 33-node test feeder reference system, within which different ranges of load and line impedances variation are considered, the connection of a photovoltaic source with harmonic injection and the connection of a motor speed variator as a non-linear load. For these connections, it was identified that the level of penetration can deteriorate the quality, and that the connection of the non-linear load causes the greatest reduction in the quality of the nodes. The index allows nodes to be classified according to their power quality and is a useful, practical and easy-to-calculate tool. (Tomado de la fuente) Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica Calidad de la energía

Digital Holographic Microscopy (DHM) is a technique that has allowed the quantitative measurement of the phase delays that microscopic samples introduce into a coherent illumination. The technique, however, suffers from the presence of coherent noise; this deleterious effect of coherent illumination has detrimental results for the resolution power and accuracy of the measured information, hindering the widespread adoption of DHM-based technologies. Therefore, the advancement of DHM and its effective implementation in Quantitative Phase Imaging applications is highly linked to the development of robust denoising methods that can adequately compensate for this limitation. In this Master’s thesis, the proposal and implementation of noise reduction strategies that can be applied to quantitative phase maps numerically obtained from Digital Holographic Microscopy are sought. To achieve so, a review of the state-of-the-art in existing phase-map denoising methodologies was done, finding that, while extensive literature sources that tackle the problem of noise in digital holography exist, most are focused on intensity information; meanwhile, the few that are optimized for phase denoising have been mostly used in macroscopic objects thus failing to consider the experimental conditions of DHM. Under this understanding, new denoising methodologies adapted to the specific experimental conditions of DHM are explored, its feasibility verified on both numerically modeled and experimental results, and their application limits established with previously reported metrics from the existing literature. The results were reported on 9 manuscripts submitted to indexed journals of international circulation, 7 of them already published, and 6 presentations in international conferences. These products constitute the core of the present thesis. La Microscopía Holográfica Digital (DHM) es una técnica que ha permitido la medición cuantitativa de las diferencias de fase que los objetos microscópicos introducen en una iluminación coherente. Esta técnica, sin embargo, sufre de la presencia de ruido coherente; este infortunado efecto de la iluminación coherente tiene efectos perjudiciales sobre el poder de resolución y la precisión de las mediciones realizadas, obstaculizando la amplia adopción de tecnologías basadas en DHM. Por lo tanto, el desarrollo de DHM y su efectiva implementación en aplicaciones de imágenes cuantitativas de fase está altamente relacionado con el desarrollo de métodos de reducción de ruido robustos que puedan compensar adecuadamente esta limitación. En la presente tesis de maestría, se proponen e implementan estrategias de reducción de ruido que puedan ser aplicadas a mapas de fase cuantitativos obtenidos numéricamente en microscopía holográfica digital. Para lograrlo, se realizó una revisión del estado del arte de las técnicas existentes para reducción de ruido en mapas de fase, identificando que, si bien existen extensas fuentes literarias que abordar el problema de ruido en holografía digital, la mayoría están orientadas hacia información de intensidad; además, las pocas que están optimizadas para reducción de ruido en fase han sido principalmente empleadas en objetos macroscópicos, por lo que no han sido consideradas las condiciones experimentales específicas de DHM. Bajo esta idea, nuevas técnicas de reducción de ruido que se adaptan a las condiciones experimentales específicas de DHM son propuestas, su factibilidad es estudiada en modelaciones numéricas y resultados experimentales, y sus límites de aplicación establecidos con métricas previamente reportadas en la literatura especializada. Los resultados fueron consolidados en 9 manuscritos sometidos a revistas indexadas de circulación internacional, 7 de estos ya publicados, y 6 presentaciones en eventos internacionales. Estos productos constituyen el núcleo de la presente tesis. Maestría Digital Holographic Microscopy Microscopía holográfica digital

Ilustraciones y tablas Este libro contiene fundamentos importantes desarrollados en trabajos de investigación, análisis y documentación, que permiten conocer la incidencia positiva de nuevos materiales basados en nanoestructuras semiconductoras y sus potenciales aplicaciones en sistemas de resguardo de la información y en la revolución tecnológica marcada por la espintrónica. (Texto tomado de la fuente). Incluye apéndices, índice análitico y glosario ISBN de la versión impresa 9789587941609 Primera edición

ilustraciones En este trabajo de tesis de doctorado, un conjunto de sistemas D0p y Dp m as sus complejos conjugados (c.c.), que son producidos inclusivamente en el experimento LHCb, son estudiados para realizar una investigaci on en espectroscop a de bariones encantados. Todo el an alisis que se presenta hace uso de la muestra de datos almacenada por el detector LHCb en los a~nos 2011 y 2012 que corresponden a una luminosidad integrada de 3.0 fb-1, proveniente de las colisiones pp a energía de s= 7 TeV. Los mesones D son seleccionados a trav es de los desintegraciones D0->K +pi and D+-> K++pi+pi+. Un conjunto de criterios de selecci ón es aplicado para obtener los candidatos a mesones D y protones, de acuerdo a la informaci on del sistema de trazas obtenida por las componentes del detector. Una vez este proceso es realizado, un delicado estudio de reducci ón de fondo es realizado maximizando una funci ón de la pureza y la signi ficancia de los eventos de señal para la selecci on de los candidatos a bariones encantados. Reconstruyendo el espectro de las masas invariantes M(D0p) + c.c.,M(D+p) + c.c.,M(D0 anti- p) + c.c. y M(D+anti- p) + c.c. para las muestras de datos un conjunto de picos es observado, donde un ajuste simult aneo extendido y de m axima verosimilitud es realizado para obtener los valores de los par ametros de masas y anchos de estos picos los cuales son asociados con posibles nuevas estructuras. Para la muestra de datos del canal D0p, una nueva estructura cerca al umbral es observada con un valor de masa de 2840 MeV/c2. Esta estructura es consistente con la señal de un estado bari ónico excitado Lambda_ c. Para la muestra D+p, una evidencia de una estructura con un valor de masa de 3060 MeV/c2 es obtenida, consistente con un estado excitado Sigma++_c . En conexi on con esta estructura, un indicio de su compañero de isospin en la muestra de datos D0p es encontrada. Mediciones de sus masas y sus anchos con sus incertidumbres estad sticas y sistem aticas son reportados. Adicionalmente, el espectro de masas M(D0 anti-p) + c.c. y M(D+ anti-p) + c.c. han sido estudiados, donde realizando un ajuste independiente de m áxima verosimilitud ninguna evidencia de alg un tipo de estructura fue encontrada. (Texto tomado de la fuente) In this Ph.D. Thesis work, a set of Dp and Dp¯ prompt systems and their charge conjugate (c.c.), inclusively produced from pp collisions at the LHCb experiment have been studied, to perform searches for singly excited charmed baryon spectroscopy. All analyses presented in this work use a data sample recorded by the LHCb detector in 2011 and 2012 years, corresponding to an integrated luminosity of 3.0 fb−1 of pp collision data at √ s = 7 TeV. The D mesons are selected through the decay modes D0 → K−π + and D+ → K−π +π +. A set of selection criteria is applied to obtain D meson and proton candidates, according to the track information provided by the components of the LHCb detector. Once this procedure is carried out, a delicate background rejection study is performed maximizing a puritysignificance signal function for the selection of the charmed baryons candidates. Reconstructing the invariant mass spectrum for M(D0p) + c.c., M(D+p) + c.c., M(D0p¯) + c.c. and M(D+p¯) + c.c. data samples a the set of peaks is observed, where a simultaneous extended binned maximum likelihood fit is performed in order to extract the masses and widths parameters values of these peaks which some of them are associated with possible new structures. For D0p data sample, a new structure near the threshold with a mass value of ∼ 2840 MeV/c2 is observed. This structure is consistent with the signal of a Λc excited baryon state. For the D+p sample, an evidence of a structure with a mass value ∼ 3060 MeV/c2 is found, consistent with a Σ++ c excited baryon state. Connected with this structure, a hint with its isospin partner on D0p data sample is found. Measurements of their masses and widths values with their statistical and systematic uncertainties are reported. Additionally, the mass spectrum M(D0p¯) + c.c. and M(D+p¯) + c.c. have been studied, whereby performing a single extended binned maximum likelihood fit no evidence of any kind of structure was found in these samples. (Texto tomado de la fuente) Doctorado Doctor en Ciencias - Física Física experimental de partículas

Ilustraciones, fotografías En Colombia la calidad de vida de muchas comunidades, especialmente las rurales, se ha visto afectada por la deficiencia en la cobertura de los servicios públicos básicos debido a las difíciles condiciones climáticas, topográficas, y a la falta de acciones institucionales y gubernamentales. A pesar de esta situación, las comunidades rurales colombianas han sido resilientes y han permanecido en sus territorios, logrando, a través de métodos artesanales, el abastecimiento de algunos servicios como es el caso de los acueductos comunitarios, para proveerse de agua potable, y las letrinas y pozos sépticos para sus aguas residuales. Si embargo, con la energía eléctrica es diferente pues es un servicio que difícilmente se puede suplir sin el apoyo técnico adecuado. Afortunadamente, los avances tecnológicos y una mayor consciencia ambiental, han permitido desarrollar alternativas para suplir las necesidades energéticas de las comunidades utilizando fuentes renovables de energía que no contaminan, son funcionales, replicables e independientes de la red energética de las ciudades. Las energías renovables de mayor acceso en los territorios rurales colombianos son la energía solar y la energía hidráulica (del agua). Gracias al aprovechamiento de estas energías renovables, diferentes comunidades han encontrado una alternativa para suplir sus requerimientos básicos de energía. Un ejemplo de este aprovechamiento en el uso de energías renovables es el de la comunidad de la vereda El Arenillo, zona rural de Palmira, municipio del Valle del Cauca. En la zona alta de esta vereda se abastecen de nergía eléctrica a través de un módulo aprovechando la energía solar y de una microturbina hidráulica (“mini” central hidroeléctrica) aprovechando la energía del agua que fluye por el acueducto comunitario. Esta cartilla se constituye en un manual que contiene la información técnica referente a los componentes, la operación y el mantenimiento necesarios, tanto del módulo “El Águila solar”, módulo que es de uso comunitario y libre; como de la microturbina hidráulica “La Elvira”, que provee energía eléctrica a 5 casas de la zona alta de la vereda. Se espera que esta cartilla sea una herramienta que contribuya a que el uso de la energía renovable en la comunidad El Arenillo perdure por muchos años. Introducción, Módulo “El Águila Solar”, Partes del módulo solar, Funcionamiento, Ventajas y desventajas, Mantenimiento, Sugerencias, Microturbina hidráulica “La Elvira”, Partes del sistema, Alimentación del sistema, Microturbina y generador, Salida del sistema, Sistema de distribución eléctrica, Funcionamiento, Mantenimiento, Recomendaciones y precauciones, Anexo, Bibliografía. 1° ed.

Texto e imágenes Los sistemas de control de las subestaciones eléctricas cumplen un papel fundamental en a operación de sistemas eléctricos de potencia, pues proveen los mecanismos de control y supervisión de las variables eléctricas de estos sistemas. A lo largo del tiempo, estos sistemas han tenido grandes variaciones y avances tecnológicos que permiten diseñar e implementar sistemas SAS más robustos, confiables, seguros y económicos. Uno de los grandes avances sobre los sistemas de subestaciones es la estandarización. A través del estándar IEC 61850 se ha logrado viabilizar la implementación de tecnologías de vanguardia, homologar el leguaje de los usuarios y los fabricantes, hacer los sistemas interoperables y fácilmente expandibles, con un beneficio final de reducción de costos y aumento de confiabilidad. En este trabajo se detalla este estándar, su propósito, sus partes, su aplicación y ventajas. Una de las aplicaciones de este estándar son las subestaciones digitales, que maximizan los beneficios de los sistemas; este trabajo presenta una propuesta técnico-económica de aplicación de subestación digital, en un caso real, planteando sus consideraciones técnicas, arquitectura de red de comunicaciones para redes de estación y de proceso, técnicas de control de tráfico, sincronización de tiempo y redundancia. Este trabajo presenta los beneficios técnicos y económicos de diferentes etapas del ciclo de vida para activos de control y protecciones, y los retos a futuro de las subestaciones digitales cuando se aplica el estándar IEC 61850 The automation systems for electrical substations plays a fundamental role in the operation of electrical power systems, since they provide the control and supervision mechanisms of the electrical variables of these systems. Over time, these systems have had great variations and technological advances that allow the design and implementation of more robust, reliable, safe and economical SAS systems. One of the greatest advances over substation systems is standardization. With the IEC 61850 standard, the implementation of modern technologies has been made feasible, standardizing the language between users and manufacturers, making systems interoperable and easily expandable, with a final benefit of cost reduction and increased reliability. This work details this standard, its purpose, its parts, its application and advantages. One of the applications of this standard are digital substations, which maximize the benefits of the systems; This work presents a technical-economic proposal for the application of a digital substation, in a real application case, setting out its technical considerations, communications network architecture for station and process networks, traffic control techniques, time synchronization and redundancy. This work presents the technical and economic benefits of different stages of the life cycle for control and protection assets, and the future challenges of digital substations when the IEC 61850 standard is applied. Maestría Automatización de Sistemas de Potencia

ilustraciones, diagramas, tablas En este trabajo se presenta una forma de transmitir información haciendo uso de las variables continuas de la luz. Se estudiaron las propiedades de coherencia de dos tipos de fuentes de luz, luz láser y luz pseudotérmica. Se midió, para cada fuente de luz, el grado de coherencia de segundo orden en las variables espaciales y temporales. A partir de las medidas de la función de correlación espacial de segundo orden de una fuente de luz pseudotérmica, g(2)(x1-x2), se caracterizó la longitud transversal de coherencia. Utilizando la propiedad de coherencia de este tipo de fuente de luz se implementó un experimento de imagen fantasma o Ghost Imaging en el que se puede recuperar la información del per fil espacial de un objeto a partir de la medida de correlación. This document presents a way to transmit information using the continuous variables of light. The coherence properties of two types of light sources, laser light and pseudo-thermal light, were studied. The degree of coherence in the spatial and temporal variables of the light was measured for each light source. From the measurements of the second-order spatial correlation function for a pseudo-thermal light source, g(2) (x1-x2), the coherence transverse length was characterized. Using the coherence property of this kind of light source, a Ghost Imaging experiment was implemented in which the spatial pro le information of an object can be retrieved from the correlation measure. Maestría Señales e Información

ilustraciones, fotografías, gráficas, tablas El modelo digital de terreno como representación en formato digital de la superficie justo en el nivel del suelo, es generado con base en datos de escáner laser terrestre de un terreno montañoso determinando primero cuál es su mejor resolución según la distancia de los targets colocados sobre una superficie, para poder realizar los cambios de posición del equipo. Para este caso se tomaron tres resoluciones: alta de 1/1, media de 1/8 y baja, de 1/20 comparando los mismos puntos escaneados desde una sola posición, mediante una evaluación estadística de las distancias tomadas sobre el terreno con topografía de exactitud y las mismas tomadas sobre los datos escaneados. Con base en la resolución determinada de 1/8 se configura el equipo, y se diseña una metodología en campo para la obtención de los datos con cambios de posición del equipo con distancias no mayores a 20 m. Se materializaron sobre el terreno 20 puntos fijos sobre la capa vegetal para realizar un control y poder medir la posición relativa y absoluta según las normas y especificaciones NTC 5205, NTC 5043, resolución número 64 IGAC y la ASPRS. El método propone partir del amarre de la georreferenciación de dos puntos con coordenadas conocidas sobre el terreno y realizar el modelo digital del terreno. Este proceso es documentado y por último se valida el modelo aplicándolo al diseño horizontal, vertical y de secciones transversales de una tramo de vía secundaria. (Texto tomado de la fuente). The digital terrain model is like a representation in a digital format of the surface just in the level of the soil, is generated based on the data of a terrestrial laser scanner of a mountainous area, determining first, what is its better resolution according to the distance of the targets placed on a surface to be able to make the changes of the position of the equipment. For this case, three resolutions were taken: high of 1/1, medium of 1/8 and low of 1/20, comparing the same scanned points from one position, by a statistical evaluation of the distances taken on the area with a topography of accuracy and the same taken on the scanned information. Based on the certain resolution of 1/8, the equipment is set up and a methodology is designed in field for obtaining data with changes of the position of the equipment with distances not bigger than 20 m. Cement cylinders were materialized on the area as fixed points on the vegetable cap to carry out a check and be able to measure the relative and absolute position according to the procedures and specifications of the NTC 5205, NTC 5043, resolution number 64 IGAC and the recommendations of the ASPRS. The method proposes to depart from the moorings of the geo-reference of two points with known coordinates on the area the digital terrain models. This process is documented and finally the model is validated when it is applied to the horizontal and vertical design, and transverse sections of a stretch of a secondary route. Incluye anexos Maestría Magíster en Geomática Geoinformación para el uso sostenible de los recursos naturales Ciencias Agronómicas

fotografías a blanco y negro, fotografías a color, gráficas, ilustraciones, tablas En esta investigación se evaluó la resistencia a la erosión, corrosión y erosión-corrosión de los aceros AISI D2 y AISI H13 sin recubrir y con recubrimientos binarios de NbC, VC y ternarios de VxNbyCz, producidos a través de la técnica de deposición por difusión termorreactiva (TRD). Los tratamientos TRD se llevaron a cabo en una mezcla de sales fundida que consta de bórax, ferroaleación: ferro-niobio, ferro-vanadio (Fe-Nb, Fe-V) y aluminio a una temperatura de 1293 K durante 4 horas, usando un horno de calentamiento por resistencia. La estructura cristalográfica de los recubrimientos se evaluó mediante difracción de rayos X (XRD), la morfología se observó mediante microscopia electrónica de barrido (SEM),microscopia óptica de sección trasversal y microscopia de escaneo láser confocal (CLSM). El comportamiento frente a la erosión corrosión de los recubrimientos fue estudiado usando el procedimiento indicado en la norma ASTM G119-09, mediante una celda de impacto tipo Jet para ángulos de impacto de 30 y 90 ° con velocidades de flujo de 11,5 m/s y 9,5 m/s. El efecto erosivo se obtuvo mediante la acción de un chorro de agua con partículas de SiO2 entre 200 y 300μm de tamaño, el efecto corrosivo se obtuvo mediante la acción del chorro con una solución electrolítica de 3,5% NaCl, el efecto sinérgico de erosión-corrosión se estudió a través de la acción del chorro de agua al 3,5% de NaCl con el 10% en peso de partículas de SiO2. Los patrones de difracción de rayos X mostraron que la capa ternaria (VNbC2) se orientó preferentemente a lo largo de la dirección [200] con una estructura cúbica centrada en la cara (FCC).La microscopía óptica mostró que los recubrimientos crecieron de manera homogénea con un espesor regular. Los estudios de erosión-corrosión indicaron una fuerte reducción en el efecto sinérgico sobre el recubrimiento para ambos aceros frente a los aceros sin recubrir. El efecto erosivo hizo la mayor contribución para los recubrimientos de carburo de niobio (NbC). La velocidad de pérdida total de material por E/C para el acero sin recubrir y los recubrimientos fue superior al efecto de erosión pura. (Texto tomado de la fuente) In this research the erosion, corrosion and corrosion-erosion behavior of AISI D2 and AISI H13 steel for the bare steel and in addition with binary VC and NbC coatings and ternary VNbC2 coatings, produced by the Thermoreactive Deposition/Diffusion Process (TRD) was evaluated. The TRD treatments were carried out by mixture of molten salts, consisting of borax, ferroalloy: Ferro-niobium, Ferro-vanadium (Fe-Nb, Fe-V) and aluminum at 1293 °K for 4 hours, using a resistance-heating furnace. The crystallographic structure of the coatings was evaluated using X-ray diffraction (XRD), the morphology was observed by scanning electron microscopy (SEM), light microscopy of cross-section and confocal laser scanning microscopy (CLSM). The erosion-corrosion behavior of the coatings was studied following the procedure described by ASTM G119-09 standard by a jet impingement cell type for impact angles of 30 and 90 ° with speeds of 11,5 m/s and 9,5 m/s. The erosive effect was obtained by action of a water jet with SiO2 particles between 200 and 300μm in size. The corrosive effect was obtained by the action of the jet with an electrolyte solution of 3.5% NaCl. The synergistic effect of erosion-corrosion was studied by the water jet action with an electrolyte solution to 3.5% NaCl and 10% by weight of SiO2 particles. The patterns of X-ray diffraction showed that the ternary coatings (VNbC2) was preferentially oriented along the direction [200] with a Face Centered Cubic structure (FCC).The optical microscopy showed that the coatings uniformly grew with a regular thickness. The erosion-corrosion studies indicated a strong reduction in the synergistic effect on the coating for both steels versus bare steels. The erosive effect made the largest contribution to NbC coatings. The total loss rate of material by E/C for bare steel and coatings was superior to the effect of pure erosion Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá Maestría Magíster en Ingeniería - Materiales y Procesos Ingeniería de Superficies Ingeniería de fabricación y materiales

fotografías, gráficos Esta tesis presenta la investigación desarrollada en la síntesis y caracterización óptica, estructural, vibracional, morfológica y eléctrica de películas microestructuradas de ZnO para implementarse como sensores de radiación UV. En este trabajo se desarrollaron herramientas para asistir la producción y análisis de las películas: (i) un sistema electrómecánico de deposición de puntos de nucleación sobre los substratos, (ii) un sistema computacional para la eliminación automática de la fluorescencia en espectros Raman de ZnO, y (iii) una celda de fotoimpedancia eléctrica para realizar pruebas de las películas como sensores UV. Los resultados indican que los sistemas desarrollados en la tesis son efectivos, y la película microestructurada obtenida es viable para desarrollar los sensores de UV. (Texto tomado de la fuente) This thesis describes the synthesis and optical, structural, vibrational, morphological and electrical characterization of microstructured ZnO lms, which are designed to be used as UV sensors. This research work contributes to the production and analysis of this lms by providing tools that asists their realization: (i) an electromechanical deposition system to x nucleation points on the substrates; (ii) a computational system that enables the automatic removal of the uorescence effects in ZnO Raman spectra; and (iii) an electric photoimpedance cell to assess the viability of using the ZnO lms as UV sensors. Results show that the systems developed in the thesis are effective, and the ZnO microstructured lms obtained in the research are a viable alternative to develop UV sensors. Pregrado Ingeniero Electrónico Caracterización fotoeléctrica de materiales

ilustraciones, gráficas, mapas, tablas Con el fin de realizar la corrección topográfica para los estudios de gravimetría se evaluó la información de imágenes de radar y la del modelo digital de elevación del terreno (DEM) disponibles, mediante su validación y posterior generación de una imagen. Las actividades para el desarrollo del proyecto fueron: la adquisición y análisis de datos geodésicos y posprocesamiento de estaciones gravimétricas en la zona de estudio; la evaluación de la calidad de los datos ofrecidos por el modelo digital de elevación y de los datos de imágenes de radar; y, la validación de los datos de la variable de elevación en las imágenes digitales creadas con la información del sistema de posicionamiento global (GPS) de las estaciones gravimétricas tomadas en campo, mediante la aplicación de métodos geoestadístico y algoritmos de modelamiento de la superficie. El resultado es la metodología de la corrección topográfica para los estudios de gravimetría, en la parte central del Departamento de Santander-Colombia, mediante la generación del producto de un modelo digital del terreno, validado y corregido según el uso de los receptores GPS de precisión y sus técnicas de posprocesamiento, combinado con las información de imágenes de radarsat-1 y del modelo digital de elevación – DEM- de 30m. de resolución. (Texto tomado de la fuente). In order to realize the topographic correction in the studies of gravimetry there was evaluated the information of images of radar and the Digital Model of Elevation of the area available (DEM), by means of his validation and later generation of an image. The activities for the development of the project were: the acquisition and analysis of geodesic information and postprocessing of gravimetric stations for the zone of study; the evaluation of the quality of the information offered by the digital model of elevation and of the information of images of radar; the validation of the information of the variable of elevation in the digital images created with the information of the global positioning system (GPS) of the gravimetric stations taken in field, by means of the application of methods geostatistical and algorithms of modelamiento of the surface. The result is the terrain correction methodology for studies of gravimetry, in the central part of the Department of Santander-Colombia, by means of the generation of the product of a Digital Model of the Area, validated and corrected according to the use of the recipients GPS of precision and his technologies of postprocessing, combined with the information of images of radarsat-1 and of the digital model of elevation of the area, as the DEM of 30m. of resolution. Incluye anexos Maestría Magíster en Geomática Aplicaciones de tecnologías geoespaciales Ciencias Agronómicas