Maestría en Energía

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Aplicación conceptual de la inteligencia artificial matemática en la transmisión y conversión de energía en turbinas hidráulicas Savonius
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) Grisales Montoya, Ramiro; Gómez Ramírez, Danny Arlen de Jesús; Suarez Quevedo, Fabian Rolando
La preocupación global por los efectos del cambio climático, principalmente atribuidos al aumento del efecto invernadero debido a la explotación de combustibles fósiles, ha impulsado la necesidad de adoptar tecnologías limpias y renovables para lograr un desarrollo sostenible. En este contexto, se destaca la urgencia de reducir la producción de combustibles fósiles a un ritmo del 6 % anual para evitar consecuencias catastróficas. Dentro de esta necesidad de adoptar tecnologías sostenibles, se propone un enfoque basado en la aplicación de conceptos de Inteligencia Artificial Matemática en la transmisión y conversión de energía en turbinas hidrocinéticas tipo Savonius. Estas turbinas, al desempeñar un papel crucial en la mitigación del cambio climático, se presentan como una fuente de energía renovable, baja en emisiones de carbono y resistente a eventos climáticos extremos. Su implementación contribuye significativamente a la reducción de gases de efecto invernadero y al impulso de un desarrollo sostenible. Este enfoque involucra la integración de ecuaciones físico-matemáticas mediante esquemas formales. En primer lugar, se identifican las ecuaciones que describen la relación entre diferentes variables, parámetros y restricciones utilizadas en la transmisión y generación de energía hidrocinética. Estas ecuaciones se aplican luego en la construcción de un ‘pseudo-precódigo’, concebido como un enfoque algorítmico. Este código se compone de metageneraciones conceptuales y busca simular el funcionamiento deductivo-pragmático y estructural de agentes artificiales co-creativos adecuados. Nos situamos aquí en el contexto de la creación formal abstracta relacionada con la generación de estructuras formales de carácter matemático, específicamente en el ámbito de la transmisión y generación de energía en turbinas hidrocinéticas Savonius. Para potenciar la comprensión del lenguaje natural, se introduce un nuevo programa holístico de investigación denominado Inteligencia Artificial Ingenieril-Formal (IAIF), el cual tiene el potencial de integrar técnicas de aprendizaje automático, como redes neuronales, para analizar grandes conjuntos de datos y aprender patrones lingüístico-formales. Es esencial que la IAIF posea una sólida comprensión de los fundamentos matemáticos, utilizando herramientas como la teoría de conjuntos, la topología, el álgebra abstracta, la geometría y la lógica matemática avanzada, entre otras disciplinas formales. Esto permite razonar sobre relaciones complejas y estados posibles del mundo. Además, el uso de técnicas avanzadas de representación del conocimiento, como estructuras semánticas complejas, facilita una manipulación sofisticada de la información. La construcción efectiva de la IAIF requiere una combinación multidisciplinaria de áreas técnico-científicas, como las matemáticas puras y aplicadas, la ciencia cognitiva, la inteligencia artificial, la física teórica y experimental, la psicología y la ingeniería, entre otras. Esta integración de disciplinas permite que la IAIF proporcione respuestas precisas y contextualmente relevantes, mejorando su capacidad para resolver problemas específicos en el ámbito de la ingeniería.
Comparative study of computational models for reducing air : pollution through the generation of negative ions
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2021) Ortiz Grisales, Paola Maritza; Patiño Murillo, Julián Alberto; Duque Grisales, Eduardo Alexander
Hoy e n día, la calidad del aire es una de las preocupaciones globales que enfrentan los gobiernos. Uno de los principales contaminantes del aire son las partículas en suspensión (PM) que afectan la salud humana. Este artículo presenta el modelado de un sistema de purificación mediante iones negativos del aire (NAI) para la eliminación de contaminantes del aire, utilizando métodos de inteligencia computacional. El sistema utiliza una salida de refuerzo de alto voltaje para ionizar moléculas de aire de electrodos de acero inoxidable; su eficiencia de captura de partículas alcanza hasta el 97%. Con dos dispositivos (5 cm 2 cm 2,5 cm), se producen 2 billones de iones negativos por segundo, y el material particulado (PM 2,5) se puede reducir de 999 a 0 mg/m3 en un período de aproximadamente 5 a 7 minutos (en cámara acrílica de 40 cm 40 cm 40 cm). Este generador de iones negativos es viable y alternativa sostenible para reducir las emisiones contaminantes, con efectos beneficiosos para la salud humana.
Estudio del efecto de la sustitución parcial de manganeso por aluminio en las propiedades de transporte de la perovskita SrMn1-XAlXO3 (0 ≤ X ≤ 0,2) para futuras aplicaciones del sector automotriz destinadas a la recuperación de energía térmica residual
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Muñoz Sánchez, Diego Antonio; Izquierdo Núñez, Jorge Luis; Isaza Zapata, Viancy Catherine
A nivel global se ejecutan una gran variedad de proyectos en diferentes líneas de investigación con el propósito de satisfacer la creciente demanda de energía a nivel mundial, algunos de estos proyectos están enfocados a la búsqueda de nuevas fuentes de energía y otros al aprovechamiento y uso eficiente de los recursos energéticos disponibles en el planeta bajo los criterios de desarrollo sostenible actuales [1]. Una de estas líneas de investigación esta direccionada a la creación de nuevos materiales con propiedades termoeléctricas que faciliten la conversión o el aprovechamiento de la energía térmica residual de procesos industriales o de máquinas de combustión para su conversión en energía eléctrica o viceversa. En la actualidad existe una familia de materiales que llama la atención de los investigadores, estos son los óxidos cerámicos como posibles materiales termoeléctricos, debido a las variaciones catiónicas o flexibilidad que presenta su estructura llamada perovskita (ABO3) en honor del mineralogista Lew A. Perowski quien la descubrió. Esta flexibilidad en su estructura le otorga la posibilidad de obtener variaciones en sus propiedades eléctricas, morfológicas, coeficiente Seebeck y térmicas en función de la temperatura, proceso de síntesis y de los elementos utilizados en los sitios de (A) y (B) [2]. En esta investigación se planteó la fabricación de un nuevo material tipo perovskita, específicamente la Manganita de Estroncio, tanto pura (SrMnO3) como con la sustitución parcial mediante la incorporación de iones de Aluminio (SrMn1-xAlxO3), esto en búsqueda de las propiedades termoeléctricas; las cuales son distintivas de ciertos materiales semiconductores, lo cual los convierte en una tecnología tentadoramente prometedora para la producción de energía eléctrica a partir del calor residual de procesos, disminuyendo el impacto ambiental generado y otorgándole la posibilidad de ser utilizada en otras aplicaciones [2]. El dopaje con el elemento aluminio en el sistema SrMn1-xAlxO3 tiene como efectos la modificación de las propiedades eléctricas, donde es posible encontrar un aumento o disminución de la conductividad eléctrica en función de la cantidad de aluminio. Como una posible aplicación de este sistema podría ser el aprovechamiento de la energía térmica residual liberada por los motores de combustión interna en los gases de escape de los vehículos automotores, la cual puede ser aprovechada para su conversión en energía eléctrica, reduciendo así la necesidad de alternadores.
Metodología de detección de descargas parciales en generadores eléctricos, cables de potencia y transformadores de potencia usando el método electromagnético.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2022) Hernández Carvajal, Estefanía Alejandra; Lenis Rodas, Yuhan Arley
La verificación del estado del aislamiento de los activos críticos de generación de energía como lo son generadores, transformadores de potencia y cables de potencia es de vital importancia para predecir su estado actual, necesidades de intervención y su vida remanente, razones que garantizan la confiabilidad de los equipos y la realización de inversiones en los momentos adecuados. El monitoreo de descargas parciales es un procedimiento de mantenimiento predictivo que permite detectar la condición del aislamiento de los activos críticos de generación, por lo que se hace necesario identificar técnicas rápidas y de fácil ejecución que permitan el monitoreo de cables de potencia, transformadores de potencia y generadores. Esta tesis aborda la mencionada problemática, brindando una solución práctica y económica (comparada con otros equipos de diagnóstico) para el diagnóstico de descargas parciales en activos críticos de generación a partir del método electromagnético. Durante el desarrollo, se empleó un sensor en generadores eléctricos, transformadores de potencia y cables de potencia con el que se detectaron las señales electromagnéticas generadas durante la operación de los mencionados activos. Se estableció la ubicación óptima de este sensor con la que se detectará con mayor precisión el origen de las descargas parciales, luego de ello, la medición tomada fue comparada con otras mediciones realizadas por métodos de detección de descargas parciales como acopladores capacitivos en generadores eléctricos, análisis de gases combustibles por Pentágono de Duval y descargas acústicas en transformadores de potencia y sensor de descargas parciales en cables de potencia, con el Metodología de detección de Descargas Parciales en Generadores Eléctricos, Cables de Potencia y Transformadores de Potencia usando el Método Electromagnético fin de identificar la concordancia entre las señales adquiridas y establecer los criterios de aceptación y recomendaciones de acciones a seguir luego del análisis de la lectura de las descargas parciales

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