Bioingeniería
URI permanente para esta colección
Examinar
Envíos recientes
Ítem Desarrollo de un prototipo para la digestión anaerobia de los residuos sólidos orgánicos obtenidos en el municipio de Muzo (Boyacá)(2023-12) Torres Pineda, Paula Gabriela; Roldán Olarte, Didier Jean PaulLa digestión anaerobia es un proceso biológico que permite la degradación de residuos orgánicos transformándolos en productos como efluente y biogás con altos contenidos de metano (Gómez, 2012). En este trabajo se evaluó la capacidad de degradación de los residuos sólidos orgánicos del municipio de Muzo-boyacá a través de un prototipo para la digestión anaerobia, diseñado a partir de pruebas químicas como SV, ST, AGV y DQO, y parámetros físicos asociados al funcionamiento del biodigestor, su tipo de carga y disponibilidad de materia entres otros, así mismo se implementó un sistema de monitoreo que permitió al usuario ver en tiempo real datos de humedad, temperatura, pH y la cantidad de metano producida por el prototipo.La implementación de un prototipo de biodigestor tipo batch demostró ser es una alternativa viable al problema que presenta el municipio de muzo con sus residuos sólidos orgánicos demostrando que se puede obtener biogás en un periodo mayor a 40 días.Ítem Desarrollo de un modelamiento representativo de la obstrucción arterial como herramienta de exploración en la progresión de la enfermedad arterial periférica, por medio de la presión arterial, el índice tobillo-brazo y la curva de flujo sanguíneo(2024-05) Castañeda Velasquez, Valentina; Martínez Lara, Daniel Andrés; Sánchez Pinzón, Emilio Alejandro; Almeida Moreno, Javier AndrésLa dinámica de fluidos computacional cuenta con un campo de acción bastante amplio, inclusive en el área de la medicina, donde resulta ser una herramienta invaluable para diferentes usos médicos como la planificación quirúrgica, la optimización de tratamientos, la investigación y desarrollo de diferentes enfermedades,etc. En el contexto de la EAP, que es una enfermedad infradiagnosticada dado el diagnóstico tardío que suele presentar a causa de la sintomatología inespecífica que solo suele manifestarse en los estadios más avanzados; Resulta pertinente el desarrollo de herramientas de simulación que permitan reconocer de cierta la progresión de la enfermedad. Por ende, este proyecto pretende sentar las bases para el desarrollo de una herramienta de exploración de la progresión de la EAP, por medio del ITB (el gold-estándar diagnóstico) y la curva de flujo sanguíneo, con el fin de que los profesionales del área de la salud cuenten con una herramienta intuitiva que les permita observar la evolución de la enfermedad. Por medio de una metodología de fases, en la que inicialmente se construyo un conjunto de casos clínicos reportados para así considerar las variables de entrada, de la simulación que se ejecutó en ANSYS Fluent, posterior a un proceso de selección por la evaluación de diferentes software, en donde se consideraron las ecuaciones gobernantes del modelo, como las ecuaciones de Navier-Stokes, de la Ley de continuidad, el modelo reológico de Carreau y el modelo de Winkessel para definir el perfil de velocidad teniendo como base la representación de la gráfica de la curva de flujo sanguíneo. El proceso de simulación dio inicio con la obtención del render representativo de la arteria femoral, en la fase de simulación se realizaron dos grupos de simulaciones: casos clínicos y progresión por porcentaje de estenosis desde 0\% a 90\% para así considerar la variación de la presión arterial a causa de la estenosis, una vez finiquitado la estandarización de las simulaciones y de procesar los resultados obtenidos se procedió a realizar la programación pertinente para obtener la PAS tibial, el ITB, la curva de flujo sanguíneo ya definida por UDF en ANSYS y la interfaz gráfica que mostrase el compendio de resultados de simulación relacionados tanto a la presión arterial como al flujo sanguíneo. Finalmente, se realizó un proceso de validación tanto cuantitativa como cualitativamente, de manera cuantitativa se obtuvo un coeficiente de correlación de Spearman que arrojo resultados bastante coherentes en los que se destacan índices de correlación muy fuertes con respecto al ITB teórico de los casos y la PAS tibial simulada y el ITB de los datos de simulación, 0.9 y 0.99, respectivamente. Cualitativamente, se realizó sé un protocolo de usabilidad con profesionales especialistas en el área, donde se concluyo que la herramienta de exploración tuvo muy buena recepción con respecto al uso y a los resultados presentados, donde se consideran relevantes para la parte clínica, que resultan coherentes con respecto a lo observado durante la práctica clínica.Ítem Desarrollo de un algoritmo predictor de consorcios bacterianos, partiendo de características metabólicas con potencial uso para la biorremediación de aguas residuales contaminadas con cromo hexavalente(2024-05) Osorio Bautista, Juan Sebastián; Torres Ballesteros, Adriana María; Merchán Castellanos, Nuri AndreaLas industrias de curtiembres son el sector industrial con mayor impacto en la contaminación de metales pesados en el río Bogotá por sus vertimientos de altas concentraciones de cromo hexavalente. Este contaminante tiene consecuencias mutagénicas con repercusiones en la salud de los diferentes entes biológicos presentes en el ecosistema hídrico, como lo son los microorganismos. Se han propuesto técnicas para la remoción del contaminante que han sido un desafío para su desarrollo e implementación. La biorremediación se presenta como alternativa sostenible para la remoción de este metal pesado, pero su desarrollo depende de factores esenciales como la selección de microorganismos con potencial de biorremediación. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un algoritmo predictor de consorcios bacterianos, basado en la información obtenida de rutas metabólicas, perfiles taxonómicos y perfiles funcionales de las bacterias presentes en el río Bogotá, con potencial uso para la biorremediación de Cromo hexavalente. Se identificaron los perfiles taxonómicos y funcionales de las bacterias presentes en tres puntos de muestreo del río Bogotá mediante secuenciamiento del gen 16s. El análisis bioinformático no presentó una alfa diversidad significativa con un rango de 2.75 a 3.50 (índice de Shannon). La beta diversidad evidenció cambios significativos en la composición bacteriana de los puntos (0,76 distancia de Bray Curtis). Se identificó un aumento en la riqueza de especies Acinetobacter johnsonii y Pseudomonas aeruginosa, así como dominancia de los géneros Arthrobacter, Duganella, Flavobacterium, Limnohabitans y Rhodoferax. Se implementó el modelo de regresión Random Forest para la predicción del porcentaje de biorremediación capaz de realizar cada perfil taxonómico. Este modelo expuso un error cuadrático de medio porcentaje de biorremediación de 5,41. Se implementó adicionalmente el método de clusterización aglomerativo jerárquico Agnes para la conformación del consorcio bacteriano biorremediador. El algoritmo utilizó la información de conectividad detectada en la red ecológica microbiana, los perfiles funcionales y la capacidad de biorremediación de 40 bacterias identificadas como indicadoras del aumento de la concentración de cromo (VI) en el río Bogotá. El algoritmo agrupó las bacterias Pseudomonas peli, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia singularis, Acinetobacter Bahumannii y Dechloromonas denitrificans en el cluster con mayor capacidad de biorremediación de Cr VI (92,2%). La capacidad de biorremediación del consorcio natural obtenido por método de extinción y el consorcio predicho por el algoritmo fue comparada, evidenciando un 78,14% y 87.19% de remoción respectivamente.Ítem Diseño de un prototipo de dispositivo intraoral para un paciente con apnea obstructiva del sueño leve o moderada y comparación con el modelo Herbst, como servicio para el Instituto Odontológico Nacional en Sogamoso, Boyacá(2024-05) Acosta Cabrera, Diego Felipe; Cruz Veloza, Sharol Danna Catalina; ; Meneses Bernal, Jorge EduardoEn este proyecto se aborda el análisis biomecánico de estructuras anatómicas en una paciente al utilizar el dispositivo de avance mandibular como tratamiento de apnea obstructiva del sueño “Herbst”, el cual genera afecciones en los pacientes. Se identificaron las variables críticas, hallando que son la tensión y desplazamiento del músculo masetero y el área transversal de la vía aérea superior para a partir de dicha identificación diseñar un dispositivo intraoral y analizando su respuesta y posible mejora en los pacientes por medio de simulación de esfuerzos de elementos finitos comparar las variables críticas para cada modelo. El dispositivo diseñado presentó una tensión más de 11 veces inferior respecto al diseño Herbst, lo cual es positivo (8,021 kPa y 89,173 kPa, respectivamente) y además se consigue evitar el colapso de las vías aéreas, en dónde se pasa de 1,48∗10−4(𝒎𝟑/𝒔). (caudal del aire durante el colapso) a 4,16∗10−4(𝒎𝟑/𝒔). s (caudal del aire durante la mordida habitual). Por lo que el dispositivo diseñado disminuye la tensión en el músculo masetero en comparación con el dispositivo Herbst, y aumenta el caudal de aire de la vía aérea superior en comparación del colapso de la Apnea, además de asegurar por medio de simulación de esfuerzos y cálculos teóricos el comportamiento de los materiales del dispositivo diseñado.Ítem Sistema de detección temprana de deterioro cognitivo a través del análisis del test de figura compleja de rey, haciendo uso de visión artificial(2024-06) Cruz Prieto, Ivan Camilo; Arias Ballen , Oscar Mauricio; Puentes Morales , Carlos AlbertoEl Test de la Figura Compleja de Rey es un instrumento de evaluación neuropsicológica que evalúa las capacidades cognitivas de una persona. Este test es altamente subjetivo en su interpretación, lo que puede resultar en diferentes conclusiones dependiendo del profesional que lo analice, lo cual puede generar confusión en los pacientes. Además, los resultados suelen demorarse debido a la gran cantidad de imágenes que deben ser analizadas. Por esta razón, se ha decidido implementar un análisis más ágil mediante la clasificación del test en su fase de copia. En caso de sospechar que un paciente presente algún nivel de deterioro cognitivo, el profesional aplica este test. El análisis temprano, junto con la reducción de la subjetividad, ayuda a determinar el curso de acción en caso de detectar algún tipo de deterioro cognitivo. Para una interpretación precisa del test, se ha creado un algoritmo que clasifica las pruebas obtenidas en la fase de copia en tres grupos, realizando un análisis detallado de cada uno. Estos grupos se dividen según el nivel de deterioro cognitivo detectado: normal, propenso a un deterioro cognitivo leve y propenso a un deterioro cognitivo grave. Este estudio se lleva a cabo mediante visión por computadora, utilizando diversas técnicas de análisis de imagen como umbralización, ajuste de exposición y contraste, erosión y dilatación, entre otras. Además, se emplean diferentes técnicas de comparación y clasificación en su desarrollo. Los datos utilizados en este proyecto son proporcionados por el Instituto de Neurociencias de la Universidad El Bosque en colaboración con la FUCS.Ítem Desarrollo de un prototipo funcional de un sistema de deletreo mediante el seguimiento ocular como alternativa para la comunicación de pacientes con ELA(2024-05) Triana Carreño, Lina María; Landinez Cuevas, Angie Carolina; Arias Ballén, Oscar MauricioLa Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), es una enfermedad neurodegenerativa que afecta principalmente a las células motoras del cerebro y la médula espinal, causando una pérdida progresiva de los músculos voluntarios del cuerpo y limitando la capacidad de movimiento y comunicación de quienes la padecen. A lo largo de la enfermedad, la habilidad para hablar y expresarse de manera convencional puede disminuir, lo que impulsa la búsqueda de alternativas tecnológicas para una comunicación efectiva y no invasiva. Por tanto, el objetivo de nuestro trabajo de grado es mejorar la calidad de vida de las personas con ELA mediante el desarrollo de un prototipo funcional de un sistema de deletreo de bajo costo, utilizando la tecnología de seguimiento ocular. La metodología se dividió en cuatro etapas, acordes a los objetivos específicos propuestos: diseño, desarrollo, implementación y evaluación. En la etapa de diseño se realizó el levantamiento de información sobre softwares, librerías, cámaras y sistemas de iluminación para crear la interfaz hombre-máquina y el menú de inicio. En la etapa de desarrollo, se creó el algoritmo fundamental del proyecto para detectar con precisión la posición del ojo y los movimientos oculares en tiempo real. En la etapa de implementación se integraron, la interfaz diseñada y el algoritmo desarrollado y así preparar el sistema para el envío del mensaje generado a un dispositivo móvil. Finalmente, en la etapa de evaluación, se probó el sistema con 8 sujetos sanos quienes realizaron una serie de tareas con el objetivo de evaluar su rendimiento y garantizar la fiabilidad y la precisión del sistema mediante dos métodos de control de cursor. El primer método consiste en la captación de los movimientos oculares tomando como referencia el aprendizaje realizado durante la etapa de calibración. El segundo método, basado en la interpolación lineal consiste en la extracción de información de los movimientos oculares a partir del cálculo de las coordenadas de la posición de la letra/número/botón hacia donde el sujeto estaba observando. Este segundo método demostró ser el más robusto por lograr una precisión superior al 96% destacando la eficiencia y éxito del sistema en términos de usabilidad y rendimiento, proporcionando así una alternativa viable para mejorar la comunicación y la independencia de las personas con ELA.Ítem Desarrollo de un prototipo funcional de filtración de microplásticos a escala de laboratorio utilizando el mecanismo bioinspirado de separación por rebote(2024-05) Orjuela Gongora, Mario Fernando; Espinosa, José LuisAl día de hoy no existe una normativa nacional que especifique las concentraciones de microplásticos permisibles en los vertimientos de aguas, por lo que muchos procesos dentro de la industria o sistemas de tratamiento de aguas residuales no cuentan con mecanismos específicos para la filtración y separación de los mismos, generando así, grandes problemas medioambientales y de salud. Como propuesta de solución, en este trabajo de grado se presenta el desarrollo de un prototipo funcional de filtración de microplásticos a escala de laboratorio, implementando el mecanismo bioinspirado conocido como separación por rebote presente en las mantarrayas, con un porcentaje de remoción del 89.73% para partículas con un tamaño superior a los 100 μm y velocidades de trabajo máximas de 0,7 m/s. Se evaluó su funcionamiento y eficiencia de filtración de forma computacional y real teniendo en cuenta sus variables críticas de velocidad de flujo, carga de microplásticos y tamaño de partícula. De esta manera, este proyecto presenta un nuevo mecanismo para eliminar rápidamente los microplásticos con una alta eficiencia y aplicabilidad en usos industriales, que es prometedora para remediar este tipo de contaminación del agua.Ítem Desarrollo de un prototipo de nasómetro para evaluar logopedia en la rehabilitación de pacientes pediátricos entre 8 a 12 años de edad con paladar hendido y labio fisura palatina (LPH) que han sido intervenidos en cirugía reconstructiva para la empresa BVS Lab(2024-05) Barrero Cuevas, Iván Nicolás; Muñoz Montenegro, John AlexanderEl desarrollo del nasómetro para la terapia del lenguaje en pacientes pediátricos con paladar hendido y labio fisurado (LPH) abarcó tres etapas clave: diseño, implementación y evaluación. En la fase de diseño, se identificaron las necesidades y requerimientos específicos de los pacientes y terapeutas por medio de revisión bibliográfica y entrevista con terapeutas. Se conceptualizó un dispositivo con soporte de cabeza con medidas obtenidas de tablas antropométricas para población colombiana en el rango de edad (8-12 años) del estudio realizado y se simularon los diferentes circuitos en Proteus 8.0 para acondicionar la señal de audio. Luego, en la etapa de implementación, se seleccionaron los materiales para la construcción del prototipo por medio de matriz de selección, se realizaron montajes de los circuitos en protoboard, baquela universal y PCB en cada proceso se realizaron pruebas preliminares y se calculó el porcentaje de error de las medidas esperadas de acuerdo a las simulaciones de la parte anterior, siendo la implementación en protoboard la que mayores discrepancias presentaba con el valor esperado; Para el soporte de cabeza se cortaron las piezas en el material seleccionado (acrílico y acetal) para ser ensamblado y se realizó una prueba de usabilidad que dio como resultado un índice de usabilidad (I.U.) de 76 %; se identificaron áreas a mejorar en el diseño del soporte las cuales se realizaron antes de las pruebas preliminares de todo el sistema. Se elaboró un programa en la IDE de Arduino para observar y calcular la nasalancia de los pacientes durante las terapias de lenguaje. Finalmente, en la fase de evaluación, se capacitó a un terapeuta fonoaudiólogo en el uso del prototipo, durante este proceso se recibió retroalimentación sobre mejoras para el software, siendo esta que se pudiera visualizar los resultados en Excel. Tras realizar este cambio, con la asistencia del terapeuta se establecieron los parámetros para los ensayos, que consistieron en la repetición de 14 estímulos fonémicos (8 orales y 6 nasales) por parte de los pacientes. Cada paciente debía repetir los estímulos tres veces: primero lo más rápido que pudiera, luego sosteniendo el sonido durante el mayor tiempo posible y finalmente en la cadencia normal de su habla. Estas tres medidas fueron promediadas para obtener el valor de nasalancia promedio para cada paciente; La muestra de pacientes para esta etapa fue de 25 pacientes divididos en 5 grupos de 5. Se verificó la efectividad y la precisión del prototipo comparándolo con un equipo profesional. El resultado fue un dispositivo robusto y confiable que mejora la calidad de vida de los pacientes al ofrecer una terapia de lenguaje con una precisión aproximada de 99.92 % en comparación al equipo comercial.Ítem Desarrollo de un prototipo de exergame para la terapia visual en casa dirigida a la insuficiencia de convergencia (IC)(2024-05) Jiménez Celis , Catalina; Monroy Moreno , Angie Marcela; Vega Medina, Lizeth Johanna; Pérez Gutiérrez, Byron AlfonsoEste trabajo de grado desarrolla un prototipo de exergame para apoyar la terapia visual domiciliaria en pacientes con insuficiencia de convergencia (IC), especialmente diseñado para niños de 10 a 14 años. Utilizando realidad virtual y seguimiento ocular, el exergame mejora la adherencia y efectividad del tratamiento. Implementado mediante una metodología de prototipos incrementales siguiendo un marco de trabajo CDIO, integra técnicas de ortóptica como los anaglifos. Evaluado por optómetras especializados tras obtener el aval de un comité de ética, los resultados muestran una aceptación positiva por parte de los expertos dado que el 80% calificó el exergame como excelente en términos de usabilidad y funcionalidad y destacan la necesidad de mejorar la interfaz y la precisión del seguimiento ocular. Este proyecto señala el potencial del exergame para complementar terapias convencionales y enfatiza la importancia de la personalización y ajuste continuo para satisfacer las necesidades específicas de cada paciente, promoviendo futuras investigaciones en rehabilitación visual.Ítem Desarrollo de un método de medición y visualización de variables cinemáticas del tren inferior durante el pedaleo de un ciclista paralímpico con amputación transtibial bilateral(2024-05) Castro Wilches, Carlos Felipe; Rodríguez Tenjo, Yineth Daniela; Pulido Herrera, Edith; Carrillo Castellanos, Juan JoséEn este trabajo de grado, se presenta un método que permite medir las variables cinemáticas del tren inferior de un ciclista con amputación transtibial bilateral durante el pedaleo. El objetivo principal es determinar el ángulo de la articulación de la rodilla utilizando unidades de medición inercial (IMU) para cada segmento de la articulación, abarcando tanto la pierna como el muslo de ambas extremidades. Se comenzó por comprender el gesto deportivo y la anatomía relacionada con el movimiento durante el pedaleo. Después, se desarrolló un método de medición y se recopilaron datos sobre el ángulo de la articulación de la rodilla. Finalmente, se realizó una evaluación de las variables cinemáticas identificadas. Para lograr este propósito, se ha desarrollado un proceso de procesamiento de datos que emplea cuaterniones, los cuales ofrecen una notación matemática precisa para representar orientaciones y rotaciones tridimensionales de objetos. A través de la implementación de un algoritmo específico, se procesa la información recopilada por las IMU y se obtiene como resultado el ángulo de la articulación de la rodilla. Este valor es posteriormente visualizado en una interfaz gráfica, proporcionando una representación visual y comprensible de las mediciones realizadas. Entre los hallazgos obtenidos, destaca la influencia del tipo de amputación y el diseño de la prótesis en el valor del ángulo de articulación de la rodilla. En el caso específico de la amputación transtibial bilateral, se observó un ángulo máximo de alrededor de 100° y un mínimo de 25°. Además, se identificó una asimetría cinética en el tren inferior del ciclista, caracterizada por una mayor capacidad de flexión en la pierna derecha.Ítem Desarrollo de un sistema aeropónico para producción de hongos micorrícicos arbusculares para uso potencial como biofertilizante en el cultivo de cebolla de bulbo (Allium cepa L.)(2024-05) Puerto Rojas, Lina Sofía; Carrillo Castellanos, Juan José; Lancheros Redondo, Héctor OrlandoEn respuesta a la necesidad de buscar alternativas sostenibles a los insumos químicos sintéticos usados en la agricultura convencional, este proyecto se enfoca en el desarrollo de un sistema aeropónico para la producción de hongos micorrícicos arbusculares (HMA) con uso potencial como biofertilizante. Este sistema cuenta con un sistema de monitoreo de temperatura y humedad de la cámara de crecimiento, y monitoreo de la temperatura, nivel, pH, y CE de la solución nutritiva junto con un sistema de mantenimiento del nivel, pH, CE y esterilidad de la solución nutritiva y un sistema de aspersión programado. El sistema desarrollado tiene la funcionalidad de transmisión de datos a través de un módulo wifi, lo que permite que las variables monitoreadas puedan ser visualizadas en ThingSpeak. Durante la implementación, la temperatura promedio fue de 17.8 °C y la humedad relativa del 88.61% en la cámara de crecimiento. La solución nutritiva mantuvo una temperatura media de 18.34 °C, con un pH de 5.96 y una CE de 2.07 mS/cm. Estas condiciones favorecieron los procesos de respiración y transpiración de las plantas, además aseguraron la disponibilidad de nutrientes en la solución nutritiva lo que contribuyó a el crecimiento de raíces con propágulos viables de HMA. Estas raíces presentaron una presencia significativamente menor de microorganismos diferentes a HMA en comparación con las raíces de plantas en maceta. Por medio de un bioensayo se obtuvo que la masa fresca total de la planta inoculada con HMA producidos en el sistema aeropónico fue de 72% y 33% mayor para las plantas de cebolla y maíz respectivamente, en comparación con las plantas sin inoculación. Por medio de la tinción de las raíces se reconocieron estructuras de HMA que indican el inicio de la colonización en las plantas del bioensayo. Los HMA aportan beneficios como, disminución del estrés hídrico, la mejora en la absorción de nutrientes, especialmente fósforo, nitrógeno y micronutrientes esenciales, lo que promueve un mejor crecimiento a las plantas.Ítem Desarrollo de un dispositivo de apoyo a la rehabilitación de la articulación tobillo-pie en niños entre 5 a 12 años con parálisis cerebral espástica que se encuentran ubicados en zonas rurales(2023-06) Fajardo Urbina, Tatiana; Meneses Bernal, Jorge Eduardo; Parra Ruiz, Nasly Dahiana; Fajardo Urbina, Tatiana [0000-0003-0983-1911]En este documento se presenta el diseño y construcción de un prototipo de un dispositivo para el apoyo a la rehabilitación de la articulación tobillo-pie en niños entre 5 a 12 años con parálisis cerebral espástica que viven en zonas rurales. Este proyecto se dividió en 4 fases que consistieron en: búsqueda bibliográfica, diseño del dispositivo, construcción del dispositivo y una evaluación inicial del mismo. De lo anteriormente mencionado se obtuvo que la fuerza muscular que produce un sistema como la articulación tobillo-pie en un objeto puede estar entre los rangos de 20 N a 26 N y que, para movimientos en otros planos, Abducción-Aducción es de 612 a 1500 N. Por otro lado, dada la complejidad de la parálisis cerebral espástica, en diseño se optó por adaptar un sistema que cubriera una parte de la cadena cinemática del miembro inferior. Es decir, un diseño que involucrara rodilla-tobillo-pie. Esto con el fin de evitar el patrón cruzado de piernas que se causa por la enfermedad. Asimismo, como resultados se obtuvo que el dispositivo puede moverse en rangos de movimientos de flexión de rodilla de 10 a 12° inicialmente y en el tobillo de 80° a 110°. El desarrollo de este trabajo se pensó como un proyecto que fuese fácilmente replicable, modificable y viable económicamente, es por eso que se utilizó impresión 3D. Esto debido a que está pensado para niños que viven en zonas rurales y que tienen poco acceso a especialistas e instrumentos de terapiaÍtem Desarrollo de una empeinera electronica para la corrección postural del gesto deportivo pivoteo en practicantes de taekwondo(2024-05) Vera Orozco, Juan Pablo; Sánchez Pinzón, Emilio AlejandroEn este proyecto de grado se desarrolló un dispositivo adaptativo para la medición del ángulo de movimiento articular de la lesion del ligamento peroneo astragalino anterior en practicantes de Taekwondo a partir de un proceso de concepción, diseño, implementación y prueba. Se llevaron a cabo cuatro etapas que permitieron el levantamiento de requerimientos, la identificación y selección de sujetos de estudios de acuerdo con experticia en el deporte, tallaje, condición física, lesiones previas, antropometría y morfología de pies, diseño personalizado del dispositivo, fabricación e implementación del dispositivo y pruebas funcionales del mismo. Con el fin de corroborar que el prototipo dispositivo cumpliera con su función de medición de ángulos para la corrección postural del gesto técnicamente, se realizaron pruebas con una herramienta digital externa operada por dos profesionales en el área, donde se encuentra la descripción de una fisioterapeuta y un profesional en ciencias del deporte, con el fin de identificar el error en comparación con el dispositivo y con la herramienta digital para así verificar que se obtenga una medición concorde a lo establecido para la corrección postural y todo ello mediante un protocolo de pruebas. Siendo un proyecto pionero en realizar una metodología caracterizada en el área deportiva y tecnológica se pretendio ampliar el conocimiento y aportar datos cuantificables de practicantes del taekwondo para futuras investigaciones quedando registrado los avances que se llevaron a cabo al realizar este proyecto y con posibilidad de adaptar nuevos proyectos asociados al estudio de lesiones, involucrando gestos deportivos y la usabilidad del dispositivo en la mejoría del entrenamiento de un practicante.Ítem Desarrollo de un método de visión de máquina para la clasificación de los estados de maduración del mango Tommy Atkins(2023-11) Vargas Escobar, Nataly; Avendaño Perez, Jonathan; Vargas Escobar, Nataly [0009-0007-4733-3565]El mango Tommy Atkins es uno de los principales frutos en la economía colombiana, siendo el tercer producto más importante en ventas a nivel nacional en el ámbito agroindustrial. Para la venta del fruto se debe clasificar según el estado de maduración, esta actividad es realizada de forma manual durante largas jornadas de trabajo, lo que genera diferentes problemas de rendimiento y precisión al realizar el proceso de clasificación (FedeMango, 2014). Si bien, existe un método que permite identificar de manera precisa el estado de maduración en el que se encuentra el fruto, dicho método exige la apertura del fruto generando el daño de la materia prima, ocasionando que se pierda parte importante de la producción y por ende, un posible porcentaje útil durante el proceso de venta (Sena, 2019). Es por esto que, una posible alternativa viable para la clasificación de los estados de maduración del mango es por medio de visión de máquina, realizando extracción de características encontradas por cada estado de maduración generando un clasificador según las similitudes encontradas por cada nivel de maduración. La técnica mencionada puede permitir la clasificación durante largas jornadas de tiempo sin que esta, cambie su rendimiento por alguna situación externa, la cual es uno de los problemas principales encontrados en la técnica de clasificación manual. Por lo cual se realiza un modelo de predicción por método de visión de máquina para la clasificación del estado de maduración del mango Tommy Atkins. Dicho proyecto se hizo de forma secuencial en tres fases. La primera fase de este proyecto se realiza una recolección de diversas imágenes al mismo tiempo que por cada fruto fotografiado se hace el análisis químico, (Brix , y % acidez) dando como resultado un conjunto de datos de imágenes con su el reporte del estado de maduración. En la segunda fase se procede a extraer 4 características estadísticas de los frutos en cuatro espacio de color, con el fin de entrenar el algoritmo segun las caracteristicas obtenidas. Al mismo tiempo se usan técnicas de extracción y reducción de características, con el fin de reducir el sobre ajuste en el algoritmo, mejorando la precisión del modelo. Por último; se valida el algoritmo, utilizando el 20% del conjunto de datos para validación, donde, según los aciertos obtenidos por parte del modelo, los cuales se verifican con la coincidencia de los resultados químicos obtenidos de los frutos evaluados se identifica la precisión del algoritmo.Teniendo en cuenta el resultado de la validación del algoritmo, en tiempo real puede generar una predicción del 80% de precisión para la clasificación de los estados de maduración, donde el principal reto de clasificación es el estado de maduración 3 (Maduro), ya que comparte características similares con los demás estados de maduración, generando que el algoritmo obtenga mayores errores durante su proceso de clasificación.Ítem Desarrollo de un prototipo de juego serio como apoyo en la terapia de reminiscencia para adultos mayores con demencia(2023-12) Martínez Hoyos, Camilo; Pulido Herrera, Edith; Kán , Peter; Martinez Hoyos, Camilo [0009-0003-2145-6103]En este trabajo se presenta la conceptualización, diseño y programación de un prototipo de juego serio para su uso en terapias de reminiscencia en adultos mayores con demencia. El sistema se compone de dos módulos, el primero se titula Reminiscencia musical y el otro Pensamiento y síntesis visual. Se realizó un análisis de los requerimientos del sistema, el perfil del jugador y las mecánicas de juego para luego proceder con el diseño de la interfaz de usuario y por último la programación de la misma. En el proceso de desarrollo, se integró un algoritmo de reconocimiento facial de emociones entrenado por medio de un proceso de transfer learning para evaluar la respuesta emocional del paciente frente a los estímulos del juego. En ultima instancia, se realizó una evaluación de la viabilidad del prototipo para ser usado en pacientes con demencia por parte de profesionales de la salud familiarizados con la población, el concepto emitido en la evaluación indica que el prototipo es apto para proseguir a una etapa de pruebas con pacientes.Ítem Desarrollo de un dispositivo portable de visión artificial para la identificación y cuantificación in vitro de Cryptosporidium spp. en muestras de agua(2024-04) Echeverry Rey, Juan Sebastian; Pieschacon Chuzcano, Maria Lucia; Merchan Castellanos, Nuri Andrea; Avendaño Peréz, JonathanEste trabajo aborda el desarrollo de un dispositivo portable de visión artificial destinado a la identificación y cuantificación in vitro deCryptosporidium spp. en muestras de agua. El propósito es proporcionar una herramienta aplicable en acuíferos insuficientemente caracterizados o con procesos de sanitización incompletos, como los métodos granulares de filtración comúnmente utilizados en áreas rurales, que representan el 71% del territorio nacional. Por ende, se llevó a cabo un proceso de ingeniería que parte del levantamiento de requerimientos para diseñar y construir un dispositivo portable capaz de alcanzar 1000 aumentos mediante un conjunto de lentes, sistemas mecánicos y eléctricos. Estos componentes permiten obtener una proyección clara de Cryptosporidium spp. mediante técnicas de microscopía, diseñadas para visualizar elementos en el rango de 0.2 a 0.8 μm con una resolución de máximo 1 mm en los ejes de movimiento. La herramienta desarrollada permite realizar un barrido de 30 campos al azar en una lámina porta muestras, que contenga una alícuota de 1 μL de agua filtrada con características específicas. Se utiliza una suspensión comercial de Cryptosporidium spp. para extraer características morfológicas y morfométricas del parásito, responsable de 143 muertes anuales a nivel nacional. Dada la dosis infecciosa de hasta 1(oo)quiste/mL, se implementa un código de visión artificial que, a través de 270 imágenes del microorganismo, identifica y cuantifica los (oo)quistes en las muestras de agua, resaltando su tamaño, color y forma mediante la tinción de Zielh Neelsen. Para validar el sistema, se empleó una matriz de confusión para medir la precisión, exactitud, sensibilidad y puntuación del algoritmo. Posteriormente, se compararon estos resultados con la prueba avalada por el Standard Methods for the Examination ofWater andWastewater, utilizada en laboratorios de salud pública a nivel nacional. El sistema exhibió una precisión muestral del 0.301 y una exactitud de 7.69, confirmando su fiabilidad, seguridad y facilidad de uso. Los resultados de detección y análisis de muestras se presentan de manera accesible en una aplicación móvil, proporcionando trazabilidad y facilitando la evaluación para el usuario.Ítem Desarrollo de un prototipo para la aplicación de un recubrimiento comestible que permita extender la vida útil del queso fresco campesino de pequeños productores en el municipio de Tunja en el departamento de Boyacá, Colombia(2023) Acevedo Naranjo, Brayan Andrés; Suikan Sarmiento, Karolina; Casas Forero, NidiaLa producción del queso desempeña un papel fundamental en el sostenimiento económico, cultural y nutricional en el departamento de Boyacá; donde uno de sus municipios que más se destacan a nivel de elaboración de productos lácteos, es el municipio de Tunja. Estos quesos artesanales son hechos con métodos de elaboración que pasan a través de generaciones y brindan cualidades únicas al producto, el problema es que estos métodos no se encuentran estandarizados por lo que no se puede asegurar que la producción cumpla con los parámetros y normativas establecidas por las entidades encargadas de velar por la inocuidad alimentaria. Por tanto, el objetivo de nuestro trabajo de grado es el desarrollo de un prototipo de aplicación de un recubrimiento comestible que permita extender la vida útil del queso fresco campesino de pequeños productores en el municipio de Tunja en el departamento de Boyacá, Colombia. Para el desarrollo de este trabajo se dividió en tres fases: diseño, construcción y evaluación. En la parte del diseño se definió el recubrimiento comestible a aplicar con el prototipo y se definieron los parámetros que debía cumplir es equipo para este. En la construcción se ensamblo el equipo y se probó simulando la operatividad real para verificar su funcionamiento. En la evaluación se obtuvieron resultados asociados al comportamiento fisicoquímico y microbiológico del queso con recubrimiento y sin recubrimiento. Con este proyecto se tiene una alternativa para poder conservar el queso fresco campesino, ya que la aplicación del recubrimiento comestible a este queso con el equipo desarrollado por medio de inmersión, permitió evitar el 94,24% de pérdida de peso asociado al desuerado, reducir los cambios del pH y acidez, brindar una protección al cambio de color los cuales se clasificaron como cambios ligeros, y logró proteger el alimento de la contaminación externa de Listeria monocytogenes y por tanto el crecimiento microbiano de aerobios mesófilos, enterobacterias y coliformes; además de incrementar el tiempo de vida útil del queso en dos días.Ítem Desarrollo de un recubrimiento comestible para incrementar la tolerancia al frío del tomate chonto durante su refrigeración(2023) Arango González, Diana Carolina; Casas Forero, Nidia; Arango González, Diana Carolina [0000-0003-2077-8031]Con el fin de disminuir las pérdidas postcosecha de tomate, se implementa el almacenamiento en condiciones de refrigeración. Sin embargo, esto genera daño por frío el cual se puede evidenciar cuando el fruto es llevado a temperatura ambiente durante los procesos de comercialización. Dentro de las alternativas para reducir el impacto del daño por frío, se encuentran los recubrimientos comestibles, los cuales funcionan como una barrera semipermeable entre el fruto y el ambiente externo. Por tanto, el objetivo de este trabajo de grado es desarrollar un recubrimiento comestible para incrementar la tolerancia al frío del tomate chonto durante almacenamiento bajo condiciones de refrigeración. Para ello, se realizó un diseño conceptual en el cual se llevó a cabo una revisión bibliográfica acerca de los biopolímeros más utilizados para reducir el daño por frío en frutas y verduras, la cual dio como resultado el quitosano, la goma guar, la CMC (carboximetilcelulosa) y la goma arábiga. Posteriormente, se realizó una matriz de decisión, donde se encontró que las dos mejores opciones de biopolímeros eran la CMC y la goma guar. Para la selección del plastificante también se realizó una matriz de decisión, que dio como resultado que el glicerol y sorbitol le otorgan mejores propiedades físicas y mecánicas al recubrimiento. A continuación, se realizó una revisión bibliográfica acerca de los métodos de aplicación del recubrimiento, donde se encontró que los más utilizados son la inmersión, pulverización y cepillado, siendo inmersión y cepillado los seleccionados para evaluar su aplicación en el tomate. En relación a la etapa de diseño detallado, se planteó un diseño experimental conformado por ocho tratamientos, de los cuales fueron seleccionados cuatro (goma guar al 0,75% + glicerol al 0,3%, goma guar al 1,5% + glicerol al 0,3%, CMC al 0,5% + glicerol al 0,3%, CMC al 1,0% + glicerol al 0,3%) para realizar su respectiva caracterización física, mecánica y morfológica, además se realizó una prueba del método de recubrimiento con la finalidad de evaluar la apariencia general del tomate. Con lo anterior, se encontró que los recubrimientos a base de goma guar plastificados con glicerol poseen mejores características de resistencia, flexibilidad, permeabilidad al vapor de agua, morfológicas, entre otras; además, al aplicarlos por el método de inmersión, el tomate presentó una mejor cobertura y apariencia, siendo este un método de fácil aplicación y más eficiente. Con ello, se seleccionaron como recubrimientos para la evaluación de la vida útil la goma guar al 0,75% y al 1,5% plastificadas con glicerol, los cuales fueron aplicados mediante el método de inmersión. Finalmente, se realizó la evaluación de la vida útil (pruebas fisicoquímicas) del tomate con la aplicación del recubrimiento, donde se encontró que el recubrimiento de goma guar al 1,5% plastificado con glicerol disminuye el daño por frío en un 69,25% y aumenta la vida útil de los tomates en un 80% con respecto a los tomates sin recubrimiento.Ítem Desarrollo de una cámara de ambiente controlado para asistir la producción de plántulas de hortalizas en el laboratorio de experimentación en agrotecnia y energías renovables (LEATYER) de la Universidad el Bosque(2023) Romero Ortiz, Laura Sofia; Garzón Rodríguez, David Esteban; Lizarazo Peña, Pedro Alfonso; Carrillo Castellanos, Juan José; Romero Ortiz, Laura Sofia [0009-0008-9001-1665]; Garzón Rodríguez, David Esteban [0009-0009-4325-6085]El laboratorio de experimentación en agrotecnia y de energías renovables (LEATYER) de la Universidad El Bosque es un centro de transferencia tecnológica para el sector agrícola, allí se estudian los comportamientos fisiológicos y productivos de las plantas en condiciones experimentales a través de diferentes sistemas de cultivo tradicionales y no tradicionales. Para generar continuidad en los procesos de investigación y completar satisfactoriamente los ciclos de distintos tipos de especies, es necesario contar con una producción interna de plántulas para evitar las problemáticas asociadas a la tercerización en la adquisición de material vegetal, y así asegurar un mayor control sobre las condiciones ambientales durante el desarrollo en las plántulas. El objetivo del presente proyecto fue diseñar e implementar una cámara de ambiente controlado para el crecimiento de plántulas de hortalizas con monitoreo remoto de variables ambientales críticas para el desarrollo como la temperatura, iluminación, humedad relativa y humedad de sustrato. La metodología empleada se basó en el enfoque "Concebir - Diseñar - Implementar - Operar (CDIO)". Inicialmente, se identificaron las necesidades y se recopiló información que serviría como base para la creación de diseños conceptuales, preliminares detallados e industriales. A través de modelos y simulaciones, se trazó una ruta para la construcción e integración de la estructura física de la cámara, así como de los subsistemas de control. Además, se desarrolló una herramienta de visualización destinada a dispositivos móviles para facilitar la supervisión y gestión de la cámara. Se tomaron medidas agronómicas de las plántulas obtenidas en la cámara con las del método tradicional en el LEATYER, evaluando altura, grosor del tallo, color y longitud de la raíz, número de hojas primordiales y verdaderas, peso fresco y seco. Se evaluó el crecimiento de las plántulas y rendimiento en la producción mediante pruebas con tres especies de hortalizas: lechuga, remolacha y rábano. Las semillas tardaron en promedio 6 días en germinar con una tasa de germinación de 92% 87% y 98% respectivamente. Mientras el desarrollo de las hojas verdaderas se produjo en un lapso aproximado de 16, 20 y 13 días, en cuanto a las medidas agronómicas se observó un aumento significativo en el crecimiento cuando se empleó el sistema. Estos resultados también fueron contrastados con plántulas disponibles en el mercado, logrando una calidad igual o mejorada según la especie comparada. Las condiciones ambientales programadas fueron 15-25 °C, 40-80% para humedad relativa y 40-70% humedad de sustrato, las cuales se mantuvieron en un promedio de 18°C, 70% y 60% respectivamente. El sistema de riego se activó en promedio 4 veces por semana, y la duración de la iluminación se extendió a un total de 16 horas. Estos resultados indican que la solución, diseñada y construida en el marco de este proyecto, demuestra ser una herramienta útil para la producción de plántulas de calidad.Ítem Desarrollo de un recubrimiento comestible a base de un polímero natural que permita reducir los efectos causados por los daños mecánicos en fresa tipo Albión durante la postcosecha(2023) Cabrera Bonilla, Aura Maria; Casas Forero, Nidia; Moncayo Martinez, Diana Cristina; Cabrera Bonilla, Aura MariaLas fresas son una fruta altamente consumida debido a sus características sensoriales especialmente por su sabor, color y valor nutricional, sin embargo, tiene una vida útil muy corta ya que presenta una alta tasa de respiración y baja resistencia al daño mecánico, además de carecer de una barrera externa que evite su pérdida de agua, ocasionando grandes pérdidas de producto durante su comercialización. Es por esto que se están aplicando estrategias tecnológicas para incrementar la vida útil de la fresa, a través de la implementación de recubrimientos comestibles que permiten proteger a la fresa de cualquier daño mecánico externo. Por tanto, el objetivo de este trabajo de grado fue desarrollar un recubrimiento comestible a base de un polímero natural que ayude a reducir los efectos causados por los daños mecánicos en la fresa tipo ventana en el proceso de postcosecha. Para lo cual se trabajó 4 fases teniendo en cuenta la metodología CDIO: a) Diseño conceptual para definir los componentes a emplear en el desarrollo del recubrimiento comestible, b) Diseño detallado del recubrimiento con el fin de establecer las concentraciones de cada uno de los componentes, c) Implementación del recubrimiento para determinar sus condiciones de aplicación como tiempo y temperatura de aplicación, temperatura de secado y refrigeración de la fruta en condiciones de almacenamiento, y d) Operacionalización, que consistió en evaluar el efecto de la aplicación del recubrimiento en la estabilidad de la fresa durante 15 días de almacenamiento bajo condiciones de refrigeración. Como resultado de las 4 fases se obtuvo lo siguiente: En la fase 1 se definió como polímero el almidón de yuca ya que la cantidad de amilosa y amilopectina que presenta en su estructura ayuda a que el recubrimiento sea más fuerte y mejore sus propiedades mecánicas, además este tiene una fácil accesibilidad en el mercado. Para el plastificante se seleccionaron: el sorbitol y el glicerol, debido a que ambos tienen propiedades similares y presentan bajo peso molecular que son incorporadas dentro de la matriz polimérica para incrementar la flexibilidad, la dureza y funcionamiento, disminuyendo la formación de escamas y grietas en la superficie de las películas comestibles y por lo tanto se consideró importante evaluar su efecto al ser combinado con el almidón de yuca. En relación con el método de aplicación se seleccionó, el proceso de inmersión ya que presenta una mayor facilidad en su aplicación, además de ser un método económico y funcional. En la fase 2 se obtuvo como resultado un diseño experimental de 10 tratamientos en donde se escogieron los mejores 3, en los cuales variaba el tipo de plastificante, estos tenían una concentración general de 3% de polímero, 1% de plastificante, 0.5 % de polisorbato y 0,5 % de aceite todo en 120 ml de agua total. La elección de los tratamientos fue hecha teniendo en cuenta la formación del recubrimiento, el secado, el color y el fácil desprendimiento del recubrimiento del molde usado sin presentar grietas. En la fase 3 se definió las condiciones apropiadas para la implementación del método de aplicación del recubrimiento comestible en la fresa las cuales se asocian con el espesor y temperatura del recubrimiento, se escogió el método de inmersión ya que este es el más empleado para el recubrimiento de alimentos demostrando una cobertura completa, homogénea y de bajo grosor en el fruto, además este método se usa generalmente en alimentos de superficie irregular como lo es la fresa en este caso. Por último, para la fase 4 se realizó la evaluación del recubrimiento comestible, se caracterizaron fresas con recubrimiento y sin recubrimiento en condiciones de almacenamiento por 15 días. Como resultado, el recubrimiento comestible creó una barrera contra la pérdida de vapor de agua, que se manifiesta como una disminución de la pérdida de peso durante el almacenamiento, reduciéndola en un 5%. Finalmente, el recubrimiento logró la protección del color de las fresas durante el almacenamiento. Sensorialmente presentaron mayor aceptación las frutas recubiertas, principalmente en el parámetro de apariencia y brillo.