Bioingeniería
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Ítem Desarrollo de una metodología para la extracción de almidón empleando tecnología emergente a partir de residuos de semilla de Aguacate Hass (Persea americana) generados en la agroindustria(2025-06) Rey Salcedo, Nicole Alejandra; Molina Fonseca, Maria Jimena; Moncayo Martínez, Diana CristinaEl almidón es ampliamente utilizado en la industria alimentaria por su capacidad de modificar la textura y estabilidad de los productos. Frente a la necesidad de fuentes sostenibles, la semilla de aguacate Hass (Persea americana) se presenta como una alternativa por su contenido de almidón y por considerarse un residuo agroindustrial no aprovechado. Se desarrolló una metodología para su extracción, mediante seis fases: (1) identificación de variables críticas, (2) extracción por vía húmeda, (3) aplicación de ultrasonido como pretratamiento a la semilla, (4) aplicación de ultrasonido como postratamiento al almidón, (5) comparación de parámetros de propiedades físicas, químicas y funcionales para definir la metodología, (6) evaluación de su aplicabilidad en la industria alimentaria. La Fase 2 contó con un mayor contenido de almidón (16,24 %), seguida por la Fase 4 (8,60 %) y Fase 3 (7,47 %). Sin embargo, el ultrasonido redujo el contenido de proteínas (de 0,83 % a 0,43 %) y lípidos (de 0,39 % a 0,20 %), aumentando la pureza. Además, en la Fase 4 se obtuvo un mayor contenido de amilopectina (62,41 %), así como un índice de blancura de 79,9 %, con una pureza del 95,5 %. El almidón de la metodología establecida mostró bajo índice de solubilidad (2 %) y buen poder de hinchamiento (5,21 %), adecuados para productos congelados. Su alta proporción de amilopectina mejora la estabilidad, claridad y resistencia a la retrogradación, lo que favorece su uso como estabilizante en salsas y postres.Ítem Producción, purificación y evaluación catalítica de una Taq ADN polimerasa recombinante(2025-05) Torres Hichster, Luna Isabella; Nieto Clavijo, Carlos Alfonso; Morales De La Pava, Liliana; Chaparro Olaya, JacquelineLa Taq ADN polimerasa es una enzima utilizada en la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y sus variantes. En este trabajo, se llevó a cabo la producción, purificación y evaluación funcional de una Taq polimerasa recombinante (r_TaqDNA-pol) mediante un sistema de expresión heterólogo en Escherichia coli BL21(DE3), utilizando el plásmido pOpenTaq. Se estandarizaron las condiciones óptimas de inducción con IPTG, temperatura de cultivo y tiempos de incubación, a fin de maximizar la expresión soluble de la enzima. La Taq polimerasa recombinante fue purificada mediante un protocolo que aprovecha su termoestabilidad, seguido de precipitación salina y cromatografía de exclusión molecular, obteniendo un producto con alta pureza. Este protocolo fue diseñado en el marco del presente trabajo como una propuesta metodológica original para la purificación eficiente de la enzima recombinante. La funcionalidad de la r_TaqDNA-pol fue confirmada mediante ensayos de PCR dirigidos a genes de interés, demostrando una eficacia comparable a la enzima comercial. Adicionalmente, se evaluó la sensibilidad, la termoestabilidad y la dilución funcional mínima de la enzima recombinante, consolidando su utilidad en contextos experimentales diversos. Estos resultados respaldan el uso de sistemas de expresión bacterianos como alternativa viable para la producción nacional de enzimas de uso crítico, reduciendo la dependencia de importaciones y garantizando el suministro de insumos claves para proyectos estratégicos de investigación biomédica.Ítem Diseño de dos flujos bioinformáticos para la obtención de oligonucleótidos aplicados a un sistema de detección simultánea de virus respiratorios(2025-05) Acosta Uribe, Daniel; Madroñero, Leidy Johana; Merchán Castellanos, Nuri AndreaEn Colombia, las infecciones respiratorias agudas (IRA) son responsables de una alta mortalidad, especialmente en menores de cinco años, y los virus son unos de sus principales agentes causantes. Estas infecciones son altamente contagiosas, por lo que su detección temprana es importante para su control y tratamiento. La qPCR es una técnica costo-efectiva para identificar diversos virus respiratorios y un paso clave en su implementación es el diseño adecuado de oligonucleótidos. El objetivo del presente trabajo fue diseñar y desarrollar dos protocolos bioinformáticos para el diseño de oligonucleótidos para detección simultánea de virus respiratorios por qPCR. Se realizó la revisión bibliográfica y la obtención de secuencias de genes blanco a partir de las bases de datos de nucleótidos de NCBI y NCBI Virus. Con estas secuencias se construyó un repositorio local. Los pasos generales del procesamiento de los datos incluyeron 1) Alineamiento múltiple. 2) Edición de alineamientos, 3) remoción de secuencias idénticas. 4) Diseño de oligonucleótidos. 5) Selección del set más específico. A partir de estos pasos, se desarrollaron dos métodos para la obtención de los resultados. El primero consistió en el uso de diferentes programas bioinformáticos de manera independiente mientras que el segundo se construyó una herramienta computacional que además de utilizar los algoritmos de programas usados para realizar algunos de los pasos del procesamiento de forma automática, también llevaría a cabo procesos que comúnmente eran realizados de forma manual por medio de un algoritmo nuevo. Finalmente, se evaluaron los oligonucleótidos obtenidos por medio de los dos protocolos con base a los valores obtenidos asociados a las características de las secuencias generadas y del mismo modo, se evaluaron los protocolos en cuanto a la eficiencia de las metodologías implementadas midiendo tiempos de ejecución. Al desarrollar los dos protocolos se obtuvieron dos sets de oligonucleótidos para cada virus que cumplían con las características requeridas para ser usadas en un ensayo de qPCR, se determinó que a comparación del primer protocolo, aquel que automatizaba el procesamiento tuvo un rendimiento superior ya que tardó 8 minutos en promedio para obtener los resultados deseados, esto fue mucho más eficiente en comparación con el primer protocolo el cual contenía pasos que podían durar más de 24 horas dependiendo de la cantidad de secuencias procesadas de forma manual. Se concluyó que para llevar a cabo un correcto diseño de oligonucleótidos es necesario contar con información actual sobre la detección del virus y realizar un procesamiento de datos extenso que al hacerse con ayuda de herramientas bioinformáticas aprovecha programas y algoritmos avanzados que permiten generar resultados fácilmente y de forma rápida. Por último, la herramienta desarrollada, la cual cumplió con el diseño automatizado de oligonucleótidos puede ser mejorada a futuro para utilizarse en otras aplicaciones dentro del diseño de ensayos en biología molecular.Ítem Desarrollo de una metodología para la obtención de un biocomposito con potencial aplicación como aislante térmico a partir de residuos de espuma rígida de poliuretano de origen RCD(2025-05) Rodríguez Estrada, Rafael Ronaldo; Ibla Gordillo, José FranciscoLa espuma rígida de poliuretano es uno de los materiales más utilizados como aislante térmico en la actualidad a nivel mundial, a pesar de esto en Colombia no hay una alternativa apropiada para el tratamiento de los residuos generados por este material, siendo que el 90% de los residuos están en la capacidad de ser aprovechados, pero sin una alternativa repetible y sostenible se dificulta aprovechar este residuo para darle utilidad en el sector de la construcción bogotana. Debido a esto se plantea un proyecto en el cual se pueda darle una nueva vida útil al residuo de espuma rígida de poliuretano e incorporarlo en la obtención de un biocomposito con utilidad en el sector de la construcción, todo esto mediante los criterios de química verde y los criterios de la construcción sostenible bogotana. Primeramente se diagnosticó los residuos de poliuretano y se delimitaron las propiedades que debe tener para poder ser aprovechado, utilizando un residuo con una humedad relativa inferior al 30%, densidad aparente de 35kg/m3 y una conductividad térmica de 0,037W/mK y por medio de un proceso preliminar se delimitó que el porcentaje de peso de biomasa no debe superar el 15% en el material y se seleccionó el aserrín como fase dispersa con un contenido de celulosa aproximado al 80%. Por último se realizó un proceso experimental multivariado en el cual se controló el porcentaje de peso de biomasa y de residuo de poliuretano, para posteriormente evaluar la conductividad térmica, la densidad, la resistencia a la compresión, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y análisis termogravimétrico de los biocompositos obtenidos, obteniendo un proceso metodológico repetible a partir de la incorporación del residuo de poliuretano como fase dispersa en un 10% como porcentaje de peso y el 12% de aserrín como porcentaje de peso en una matriz polimérica de poliuretano, con unas propiedades de densidad aparente de 65kg/m3 , siendo casi el doble que el residuo de poliuretano utilizado en su obtención, una conductividad térmica de 0,029W/mK y una resistencia a la compresión de 75 kPa, 3 veces mayor que la de una espuma rígida de poliuretano de baja densidad, con punto de degradación térmica de 250°C, además de una vida útil aproximada de 45 años. Finalmente se obtuvo una metodología que garantizó la repetibilidad en la obtención de un biocomposito por medio de la incorporación de residuos de poliuretano y residuos de aserrín como fases dispersas, dando lugar a un material que cumple con las propiedades de un aislante térmico útil en el sector de la construcción bogotana, logrando tener una conductividad térmica menor, además de una densidad, resistencia a la compresión y vida útil superior con respecto la espuma rígida de poliuretano utilizada en construcción.Ítem Desarrollo de un video juego serio como herramienta de apoyo orientado a las terapias de movilización temprana(2021-12) Paez Suavita, Yury Tatiana; Salamanca Jimenez, Meilen Juliana; Ramirez Duque, Andres Alberto; Mogollon Mendoza, PilarLas tecnologías de asistencia y rehabilitación ayudan a las personas con discapacidad a mejorar sus habilidades y capacidades para vivir de forma autónoma y participar en la sociedad; un ejemplo de esto son los videojuegos serios, usados en escenarios de no entretenimiento, con características particulares para cada contexto de acción como aprendizaje, rehabilitación entre muchas otras. En el sector de sanidad, permite simular situaciones que pueden llegar a enfrentar los médicos o pacientes para ganar experiencia sin arriesgar su integridad, permitiendo además un seguimiento preciso de la movilidad del cuerpo mientras se interactúa de forma más directa y similar al mundo real, atrayendo al usuario para que haga uso voluntario del juego, al propiciar el desarrollo y adherencia de las actividades médicas mientras se ofrece entretenimiento. Esta tecnología se presenta en este trabajo como el desarrollo de un prototipo de video juego serio como herramienta de asistencia al especialista para el proceso de movilización temprana, en la prevención y tratamiento de la debilidad adquirida en unidad de cuidados intensivos de pacientes críticos. El prototipo fue desarrollado tomando como base la metodología APRehab, la cuál se modificó de acuerdo a los requerimientos propios del proyecto, partiendo del análisis de usuario para los criterios de inclusión y exclusión de los participantes y el estilo de la terapia; tras lo cuál se eligieron los motores de desarrollo y se estableció el GamePlay, es decir, las mecánicas de juego y la historia del mismo, así como los diseños del mundo y los personajes; para a partir de estos ítems, crear los elementos de control del software en la secuencia lógica del juego y de hardware en el control de la sensórica asociada al movimiento del personaje y la señal biológica; para finalmente integrar estas partes con los componentes multimedia en un prototipo inicial, al cuál se le realizó el testeo, evaluando la jugabilidad, usabilidad, funcionalidad y aceptación del mismo; obteniendo con base en estas, el prototipo final, el cuál provee al especialista una realimentación del proceso terapéutico mediante una base de datos y a los usuarios mediante la interfaz en tiempo real; lo cuál de acuerdo al testeo, aumenta la experiencia y adhesión a la terapia, junto a las características audiovisuales y de hardware; siendo el prototipo una herramienta con un progresos medible en la facilidad de juego a lo largo del tiempo y de interés para los especialistas en el área en el entorno de UCI y en otros entornos clínicos, de acuerdo a las encuestas.Ítem Desarrollo de un método de procesamiento de imágenes para la identificación de los cinco estados de maduración del fruto de Acai en un ambiente controlado(2025-05) Manrique Montero, Gabriela Liliana; Roldan Olarte, Didier Jean Paul; Avendaño Pérez, JonathanEl fruto de açaí ha evidenciado un crecimiento industrial significativo en Colombia, impulsado por la diversidad de productos derivados de su procesamiento. Sin embargo, durante la etapa de poscosecha se generan pérdidas económicas considerables, asociadas principalmente a una clasificación inadecuada del estado de maduración de los frutos. Frente a esta problemática, se propone el desarrollo de un sistema automatizado de clasificación mediante procesamiento digital de imágenes, orientado a identificar los cinco estados fisiológicos de madurez (verde, dos cuartos, tres cuartos, maduro y sobremaduro) en un entorno controlado. El algoritmo fue desarrollado en Python, utilizando las bibliotecas Keras y TensorFlow para la implementación de una red neuronal convolucional (CNN). El modelo fue entrenado con un conjunto de imágenes capturadas bajo condiciones estandarizadas, validadas previamente mediante pruebas fisicoquímicas que garantizan la concordancia entre el estado de madurez y los parámetros de calidad del fruto. Los resultados de validación indicaron un desempeño destacado en la clasificación de los estados tres cuartos y sobremaduro, alcanzando una precisión del 91%. En contraste, los estados verde y dos cuartos presentaron precisiones inferiores, superiores al 60%, lo que sugiere una mayor similitud visual entre las etapas tempranas de maduración.Ítem Diseño de un prototipo de biofiltro para la reducción de sulfuro de hidrógeno en biogás proveniente de digestores instalados en caballerizas del ejército nacional(2025-05) Sandoval Tellez, Maria Camila; Acuña Monsalve, Yudtanduly; Vargas Gutierrez, Santiago; Sandoval Tellez, Maria Camila [0009-0003-5352-9290]Este trabajo presenta el diseño conceptual, preliminar, detallado y la validación del funcionamiento de un biofiltro para la reducción de sulfuro de hidrógeno (H₂S) en biogás generado a partir de estiércol equino en instalaciones del Ejército Nacional de Colombia. Durante el proceso se seleccionaron materiales filtrantes mediante una revisión bibliométrica detallada y matrices de decisión, priorizando alternativas orgánicas y minerales como humus de lombriz, biochar, turba y zeolita. El biogás crudo presentó concentraciones iniciales de H₂S de hasta 30 ppm, las cuales se redujeron significativamente tras el tratamiento: hasta 0.94 ppm con humus/biochar (9 % de remoción) y 0.35 ppm con turba/zeolita (94.90 % de remoción). La eficiencia fue validada mediante sensor MQ-136 y cromatografía de gases. Además, se observó un aumento en la proporción de metano tras la purificación, pasando de 53 % a 61 %, mejorando así el valor energético del biogás.Ítem Diseño de la etapa de biorrecepción-transducción de un genosensor para la identificación de Helicobacter pylori en muestras de fluido gástrico(2025-05) Sandoval Romero, Laura Camila; Ibla Gordillo, José Francisco; Perdomo Lara, Sandra JannethHelicobacter pylori es una bacteria que coloniza la mucosa gástrica y está asociada a enfermedades como la gastritis y el cáncer gástrico, representando un desafío para su detección debido a la limitada sensibilidad y especificidad de los métodos actuales. En este contexto, los biosensores surgen como una alternativa prometedora, aunque su sensibilidad y estabilidad dependen en gran medida de la elección del transductor, el biorreceptor y la estrategia de inmovilización. Este estudio desarrolla la etapa de biorrecepción-transducción de un genosensor electroquímico para la detección de Helicobacter pylori en muestras de fluido gástrico. Inicialmente, se estableció un diseño conceptual considerando las propiedades fisicoquímicas del fluido, seleccionando un electrodo serigrafiado de oro con una superficie modificada para mejorar la sensibilidad en la detección de ADN. En el diseño detallado, se seleccionó como biorreceptor una secuencia específica del alelo vacAs1 del gen vacA, debido a su alta prevalencia en cepas virulentas de H. pylori asociadas a la ulceración y cáncer gástrico. Se evaluó su estabilidad estructural a diferentes temperaturas para entender cómo las condiciones térmicas afectan la estabilidad de la hebra, su especificidad mediante la introducción de SNPs —analizando los cambios en ∆G, ∆H y ∆S—, y el comportamiento de interacción del dúplex con el fluido, así como su estabilidad en términos energéticos, con una energía total de –133.014 kJ/mol a 25 °C bajo condiciones simuladas de fluido gástrico. Además, se exploró una estrategia de detección sin marcadores, aprovechando la estructura y propiedades redox de la secuencia. Las nanopartículas de oro (AuNPs), inmovilizadas sobre un material semiconductor debido a su afinidad con el enlace Au–S, facilitaron la inmovilización del ADN tiolado correspondiente al gen vacAs1 en la superficie del electrodo, mejorando así la señal de corriente. Finalmente, mediante simulaciones in silico, se evaluó el comportamiento físico del biorreceptor y, mediante voltamperometría cíclica, se determinó una señal electroquímica que permitió establecer un límite de detección de 6,79 ×10^(-13) M. Este diseño in silico representa un avance en la detección electroquímica de H. pylori, ofreciendo una alternativa más sensible y menos invasiva para entornos clínicos.Ítem Desarrollo de un sistema de monitoreo para el análisis biomecánico del tren inferior durante la fase de despegue en el envión para atletas practicantes de halterofilia(2024-05) Ochoa Diaz, William Felipe; Meneses, JorgeEste trabajo presenta el diseño, implementación y validación de un sistema de monitoreo biomecánico asequible y accesible para el análisis del tren inferior durante la fase de despegue en el envión en halterofilia olímpica. Se identificaron variables clave a través de una revisión de literatura y análisis empírico, se diseñó y construyó un sistema de captura de video con marcadores utilizando una cámara GoPro y el software Kinovea optimizado para una mayor precisión en el seguimiento, se desarrolló un modelo cinemático bidimensional para calcular fuerzas y momentos articulares, y se implementó el sistema en escenarios de entrenamiento reales para extraer métricas de rendimiento que se correlacionan con errores técnicos. Los resultados demuestran que este sistema de bajo costo ofrece evaluaciones precisas y repetibles que ayudan a entrenadores y atletas a detectar patrones de movimiento subóptimos, con el fin de mejorar el rendimiento y prevenir lesiones, ampliando así el acceso a herramientas biomecánicas avanzadas dentro de la comunidad deportiva colombiana.Ítem Diseño de un modelo matemático para la predicción de las interacciones entre un andamio de ácido hialurónico-quitosano y condrocitos del septum nasal(2025-05) Buitrago Gonzalez, Milton Julian; Ibla Gordillo, José FranciscoActualmente, para corregir patologías septales a menudo se requiere de injertos cartilaginosos, pero los métodos actuales de obtención de injertos presentan limitaciones en la calidad y cantidad de los mismos. En respuesta la ingeniería tisular ha diseñado neocartílagos prometedores (Lavernia et al., 2019) basados en el uso de condrocitos y andamios (Li et al., 2019), destacando la combinación ácido hialurónico-quitosano (HA/CS), por sus propiedades fisicoquímicas complementarias y su capacidad para favorecer la adhesión celular (Hu et al., 2021), sin embargo, para que el biomaterial cumpla con su propósito se deben establecer criterios de diseño de ingeniería a partir de las propiedades del tejido nativo (S. Zhang et al., 2019). En este contexto, el presente proyecto se centra en el diseño de un modelo matemático de la fuerza de interacción entre condrocitos y un andamio de HA/CS, a través del establecimiento de las variables críticas de este sistema, como el estado semisólido del material o la fuerza de adhesión, e integrando modelos fisicoquímicos a estas variables, como el criterio de von Mises a la fuerza biomecánica que influye en el sistema, además se realizaron una serie de simulaciones numérica en MATLAB que permiten representar gráficamente la respuesta de los modelos preliminares, los resultados del análisis de sensibilidad global que identifican los parámetros más influyentes en la respuesta del modelo, como la tasa de adhesión, además de los resultados de un análisis Monte Carlo que demostró la sensibilidad del modelo, al presentar en aproximadamente el 50% de las simulaciones respuestas en un rango de 1,5 μN y 1,55 μN, demostrando la precisión del modelo.Ítem Desarrollo de un prototipo de cámara de ambiente para el control de temperatura y humedad y el monitoreo del ph y oxígeno durante el proceso de la fermentación láctica heterofermentativa del café en la Hacienda Santa Elisa(2025-05) Duque Bernal, Diego Alejandro; Suspes Alviz, Michelle Vanessa; Sanchez Pinzón, Emilio AlejandroEste proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un prototipo de cámara de ambiente para la fermentación controlada del café en la Hacienda Santa Elisa, con el fin de optimizar las condiciones ambientales durante el proceso de fermentación y mejorar la calidad del producto final. La fermentación del café es una etapa crítica en la que se deben controlar las variables de temperatura, humedad, pH y oxígeno para evitar la acetificación, un fenómeno que degrada las características organolépticas del grano y afecta la calidad del café. Este fenómeno ocurre cuando las bacterias acéticas oxidan el etanol producido por las levaduras, generando ácido acético que altera el sabor y aroma del café. La metodología empleada en este proyecto sigue un enfoque sistemático, dividido en cuatro fases. En la primera fase, se diseñó el prototipo de la cámara de fermentación, teniendo en cuenta la capacidad de monitorear y controlar las variables clave: temperatura, humedad, pH y oxígeno. En la segunda fase, se implementó el prototipo en la Hacienda Santa Elisa, adaptando los sensores y actuadores necesarios para el monitoreo y control en tiempo real de las variables críticas. En la tercera fase, se desarrolló una base de datos que almacena los datos generados por los sensores, permitiendo su visualización a través de una interfaz de usuario. Finalmente, en la cuarta fase, se realizó una comparación y análisis de las características organolépticas del café fermentado con el sistema de control frente al café fermentado de forma artesanal, evaluando parámetros como aroma, sabor, acidez y dulzura, entre otros. Para corroborar el funcionamiento del sistema de control y monitoreo diseñados para la cámara de fermentación, se realizaron simulaciones en PROTEUS que permitieron predecir el comportamiento de los sensores y actuadores bajo diferentes condiciones ambientales. Estas simulaciones fueron apropiadas para anticipar la respuesta del sistema frente a variaciones en temperatura, humedad, pH y oxígeno disuelto, garantizando así un control y monitoreo eficiente del proceso fermentativo. Se emplearon sensores específicos para cada variable —temperatura, humedad y pH— mientras que la medición del oxígeno disuelto fue simulada mediante un potenciómetro debido a limitaciones en el software de simulación. Los actuadores fueron representados por motores que simularon la activación del calefactor, ventilador, humidificador y deshumidificador para mantener las variables dentro de los rangos adecuados. Los resultados de la simulación mostraron que el sistema es capaz de ajustar de manera precisa las condiciones ambientales, manteniendo la temperatura entre 18 y 26°C, la humedad relativa entre 75% y 85%, y monitoreando el pH en un rango favorable para la fermentación, mientras que los niveles de oxígeno disuelto se monitorean para favorecer un ambiente anaeróbico. Además, el monitoreo en tiempo real permite una intervención oportuna para corregir las condiciones, ofreciendo una fermentación más estable y consistente durante todo el proceso. Por otro lado, el prototipo fue evaluado mediante dos pruebas, y los resultados demostraron que el sistema de control de la cámara mantiene las condiciones ideales de temperatura (18 - 26°C), humedad (75 - 85%), pH (4 - 5.5) y oxígeno disuelto (en niveles apropiados para una fermentación anaeróbica), logrando una fermentación más estable y consistente que la obtenida mediante métodos tradicionales. Las pruebas sensoriales del 11 café fermentado en la cámara destacaron un perfil más equilibrado, con un sabor más fresco, una acidez brillante y una dulzura bien integrada, en comparación con el café fermentado artesanalmente, que mostró una mayor variabilidad en sus características organolépticas. Este proyecto tiene una gran relevancia para la Hacienda Santa Elisa, que ha experimentado pérdidas significativas debido a la acetificación, afectando tanto la calidad como la cantidad de su producción. Mediante la implementación de esta cámara de fermentación controlada, se busca reducir las pérdidas y mejorar la calidad del café, contribuyendo a satisfacer los estándares internacionales de calidad exigidos en el mercado de exportación. Los resultados obtenidos demuestran el potencial de la tecnología para optimizar el proceso de fermentación del café, garantizando la preservación de las características deseadas y mejorando su competitividad en el mercado global.Ítem Desarrollo de un sistema de monitoreo y control de temperatura y humedad para el biorama de Boa constrictor de la Universidad El Bosque(2025-05) Sotelo Rodríguez, Luisa Fernanda; Oliveros Hincapié, Jorge ArmandoEl Museo de Ciencias de la Universidad El Bosque se ha posicionado como un referente en la conservación de la biodiversidad; por ello, uno de sus pilares fundamentales es el cuidado de la fauna silvestre. En este marco, cuenta con una colección viva que incluye ejemplares de la especie Boa constrictor y dispone de un biorama que recrea su hábitat natural, diseñado específicamente para su preservación. Dado que estos individuos se encuentran en cautiverio y presentan un alto grado de impronta, no pueden ser reintroducidos a su medio natural. Además, al estar ubicados en Bogotá —una ciudad con un clima característico de piso térmico frío—, son particularmente vulnerables a las fluctuaciones ambientales, lo que exige un entorno controlado y estable que garantice su bienestar fisiológico y conductual. Por ello, este proyecto se propone desarrollar un sistema integral de monitoreo y control de temperatura y humedad que garantice condiciones óptimas para las serpientes. Para cumplir con este objetivo, se adoptó la metodología CDIO (Concebir, Diseñar, Implementar, Operar), que permite estructurar el proyecto en fases organizadas, facilitando una clara definición de las etapas necesarias para alcanzar los resultados deseados. Ante las variaciones ambientales que afectan el biorama, se decidió implementar un sistema de control on/off, aplicando conceptos como el IoT (Internet of Things) y el control digital. Este enfoque permite la monitorización remota de las condiciones ambientales y la recolección de datos en tiempo real. La elección de este tipo de control se fundamenta en su simplicidad y robustez, siendo adecuado para gestionar parámetros críticos de manera eficiente. El sistema se organiza en dos etapas esenciales: monitoreo y control. La primera se centra en la recolección y transmisión de datos ambientales del biorama, utilizando tecnologías IoT que miden continuamente temperatura y humedad, garantizando niveles óptimos. La etapa de control actúa mediante el sensado continuo de estas variables, generando una señal digital que permite la activación o desactivación de sistemas de calefacción y humidificación, ajustando las condiciones internas del biorama según lo requerido por la especie. Los resultados obtenidos a partir de las pruebas funcionales indican que el sistema de monitoreo y control es efectivo, logrando mantener la temperatura en un rango de 25 a 30 °C durante el día y de 22 a 25 °C durante la noche, con una precisión de ±2 %. En cuanto a la humedad relativa, el sistema permite mantenerla entre el 60 % y el 80 %, dependiendo de la interacción con los cuerpos de agua integrados en el sistema. Estas condiciones son esenciales y cumplen con los requerimientos biológicos específicos necesarios para la salud y el bienestar de los individuos. Este proyecto no solo ofrece una solución tecnológica funcional orientada a promover el bienestar de individuos en cautiverio, sino que también evidencia el potencial de la bioingeniería en la integración de tecnologías emergentes, como el IoT, para abordar desafíos relacionados con la conservación de especies.Ítem Desarrollo de un andamio con potencial aplicación para regeneración del ligamento anterior cruzado(2025-05) Martínez Ayala, Clara Marcela; Ibla Gordillo, Jose FranciscoLas lesiones del Ligamento Cruzado Anterior representan uno de los problemas musculoesqueléticos más comunes en la población activa, con limitaciones significativas en los procedimientos y materiales que se utilizan actualmente para este problema. En este documento se describe el desarrollo de un andamio biocompatible que busca replicar las propiedades mecánicas para la regeneración del ligamento basado en un composito de ácido poliláctico y policaprolactona, con el objetivo de superar las limitaciones de los tratamientos actuales. La investigación incluye la selección de biomateriales, priorizando elasticidad y resistencia a la tracción, la obtención del andamio y su caracterización mediante pruebas mecánicas. Se emplearon metodologías como solvent casting, solvent casting con baño de nitrógeno y electrospinning, evaluando diferentes proporciones de los polímeros seleccionados (90:10, 85:15, 70:30, 50:50). La caracterización fisicoquímica se realizó mediante espectroscopía infrarroja para confirmar la interacción molecular entre componentes, complementada con análisis morfológico a través de microscopía óptica y estereoscopía. Las propiedades mecánicas se evaluaron mediante ensayos de tracción y compresión siguiendo protocolos estandarizados. Los resultados mostraron que la proporción 70:30 con temperaturas de disolución de 60°C y secado en ultracongelador, alcanzando el mejor equilibrio con los resultados de las pruebas mecánicas entre resistencia a la tracción (hasta 2968,044 N/m²) y elasticidad (≈32 N/mm²), imitando las propiedades mecánicas del tejido nativo. Morfológicamente las micrografías ópticas mostraron superficies lisas y bordes definidos sin fisuras críticas, mientras la estereoscopía evidenció homogeneidad estructural. El proyecto detalla el procedimiento en el planteamiento del problema, los fundamentos teóricos, la metodología paso a paso y los resultados obtenidos por cada objetivo propuesto.Ítem Diseño e implementación de un sistema de monitoreo del movimiento del codo durante el swing de golf en deportistas amateur(2025-06) Mendez Ardila, Maria Camila; Meneses Bernal, Jorge EduardoEste trabajo presenta el diseño y la implementación de un sistema de monitoreo biomecánico orientado al análisis del movimiento del codo durante el swing de golf en jugadores amateur, con el objetivo de identificar patrones asociados a posibles lesiones. El sistema desarrollado integra un sensor inercial (MPU6050) conectado a un microcontrolador ESP32 para registrar la aceleración del codo, complementado con un análisis visual mediante videogrametría. Desde la perspectiva de la bioingeniería, se abordaron aspectos técnicos, ergonómicos y analíticos para construir un prototipo funcional y cómodo, que no interfiere con la ejecución natural del swing. Se estudiaron los aspectos biomecánicos del gesto deportivo, se seleccionaron y adaptaron los componentes electrónicos y se realizaron pruebas con usuarios reales. El análisis de los datos recolectados permitió diferenciar algunos patrones de aceleración entre participantes con distintos niveles de experiencia, lo que sugiere la utilidad del sistema para evaluar el desempeño técnico y como consecuencia prevenir lesiones como la epicondilitis. Durante la implementación de la videogrametría, se identificó como principal desafío la pérdida de seguimiento del marcador en ciertas fases del movimiento, lo que limitó la captura completa de los eventos biomecánicos. Este hallazgo resalta la importancia de mejorar la cobertura espacial y la sincronización entre sensores y video para futuros desarrollos. En conclusión, el sistema desarrollado demuestra el potencial de la bioingeniería para crear soluciones accesibles y aplicadas al análisis del movimiento humano, abriendo nuevas posibilidades en el entrenamiento deportivo, y la prevención de lesiones en deportistas amateur. Se recomienda optimizar el seguimiento de marcadores y explorar la combinación de diferentes tecnologías para mejorar los resultados en estudios posteriores.Ítem Obtención de un scaffold bifásico de gelatina y policaprolactona con potencial para el tratamiento de heridas cutáneas causadas por quemaduras(2025-05) Cespedes Lizcano, Jannin Daniela; Urrea Rodríguez, María Fernanda; Jiménez Cruz, Ronald AndrésEl tratamiento de heridas por quemaduras en animales causadas por diferentes agentes representa un reto persistente en clínicas veterinarias, llegando a provocar alteraciones en la termorregulación, infecciones e incluso la muerte. Aunque existen tratamientos como la sulfadiazina de plata, estos suelen presentar limitaciones como toxicidad acumulativa y la maceración de tejidos. Frente a ello, se identificó un vacío terapéutico en soluciones adaptadas a las particularidades fisiológicas de este tipo de heridas, lo que motivó al desarrollo de un scaffold bifásico de gelatina y policaprolactona (PCL) mediante técnicas de liofilización y solvent casting, con potencial para tratar las heridas de espesor parcial en animales de compañía o silvestres. Para ello, se integraron principios del diseño por calidad (QbD), lo que permitió establecer los parámetros clave de desempeño e identificar relaciones entre concentración de polímeros, morfología y funcionalidad del scaffold. Con ello, se diseñaron y fabricaron cinco formulaciones diferentes, variando los porcentajes de gelatina (1–5% p/p) y PCL (0,5–2% p/p), las cuales fueron sometidas a caracterización fisicoquímica y evaluación de biocompatibilidad. Entre los prototipos evaluados, el prototipo 3 (3.5% gelatina - 1% PCL) mostró resultados que lo posicionaron como una combinación adecuada de la morfología estructural, la viabilidad celular y propiedades mecánicas, factores esenciales para promover la migración celular y el transporte de nutrientes. Este desarrollo aporta una alternativa funcional dentro del campo de la ingeniería tisular veterinaria, que puede orientar a futuras aplicaciones clínicas en medicina regenerativa veterinaria. Además, sirve como base para investigaciones más avanzadas que evalúen su desempeño en modelos biológicos, consolidando su aporte bioingenieril como estrategia de soporte cutáneo.Ítem Desarrollo de prototipo funcional de un biorreactor para la automatización de cultivo de Escherichia coli recombinante para la producción de Taq polimerasa(2025-05) Diaz Casas, Valentina; Rodriguez Duarte, Salomon; Calvo Tapiero, Eliana; Carrillo Castellanos, Juan JoseEste proyecto de grado presenta el desarrollo de un prototipo funcional de biorreactor para automatizar el cultivo de Escherichia coli recombinante para la producción de Taq polimerasa en el Laboratorio de Virología de la Universidad El Bosque. Lo anterior por medio del control de temperatura, agitación e inducción de IPTG y el monitoreo de pH, temperatura y densidad óptica. Que son variables de importancia para el crecimiento de la bacteria. Para lograrlo, se siguió la metodología CDIO para el desarrollo ingenieril del prototipo, empezando por la conceptualización de las variables importantes para el crecimiento bacteriano, mediante búsqueda bibliográfica y el desarrollo del procedimiento con el método tradicional a escala de matraz y agitación en shaker. Asimismo, se realizó el diseño del biorreactor teniendo en cuenta las condiciones previamente establecidas y un proceso de selección de componentes que se adaptaran a los requerimientos del Laboratorio. Teniendo en cuenta lo anterior, se realizó la prueba y calibración de los componentes de forma unitaria con respecto a los dispositivos de marca comercial disponibles en los Laboratorios de la Universidad El Bosque. Una vez se tenía certeza de su funcionamiento, se realizaron pruebas por subsistemas y sistemas que permitieron la integración del prototipo. Este se alimenta a 110 V de corriente alterna y tiene un consumo máximo de 5 A para energizar todos los sensores y actuadores propuestos. Se construyó un prototipo de biorreactor de 23 x 17,3 cm con un volumen efectivo de trabajo de 500 mL que permite sensar y controlar la temperatura asegurando que el cultivo se encuentre en todo momento a 37°C ± 1°C. Cuenta también con un sistema de agitación constante de 180 rpm que permite la distribución homogénea de nutrientes y oxígeno en el cultivo. Asimismo, dispone de un sensor de densidad óptica, a través del cual se monitorea el crecimiento y controla la adición del IPTG para la inducción de la proteína. Además cuenta con un sensor de pH, que permite al investigador monitorear cambios durante el cultivo. Finalmente, se desarrollaron 2 ensayos de cultivo de Escherichia coli recombinante en los que se realizó la comparación de los resultados obtenidos realizando el cultivo en el prototipo de biorreactor y el método tradicional. A partir de ello, se realizó la lisis celular obteniendo los extractos de Taq polimerasa que fueron evaluados mediante SDS-PAGE en la que se obtuvo una banda de 94 kDa correspondiente al peso molecular de la Taq polimerasa indicando así su presencia en los extractos obtenidos. Además se realizó una prueba de actividad enzimática en la que a través de una PCR se amplificó una plantilla de Adenovirus obteniendo un resultado positivo, comprobando así la funcionalidad del producto obtenido. Finalmente, por medio de la técnica de Ácido bicinconínico se determinó la concentración proteica de los extractos obtenidos. De este modo, se contó con una concentración promedio de 0,979 mg/mL en los ensayos realizados en el biorreactor y una concentración de 1,028 mg/mL para los extractos obtenidos por el método convencional. Lo anterior se traduce en un total de aproximadamente 98 mg de extracto de Taq polimerasa a partir de los ensayos realizados en el prototipo funcional.Ítem Diseño e implementación de un sistema de tratamiento de agua de mar a escala 1:10 para usos no potables en la Ranchería Palaima, La Guajira(2025-05) Forero Lopez, Juan Felipe; De la Puente Monroy, Gabriela; Calderon Diaz, Morian Nair; Acuña Monsalve, YudtandulyEste proyecto presenta el diseño, implementación y evaluación de un sistema de tratamiento de agua de mar a escala 1:10 para su uso en la Ranchería Palaima, La Guajira, Colombia. La iniciativa surge como una solución ante la escasez de agua en comunidades rurales, donde el acceso a fuentes seguras es limitado. El sistema propuesto emplea un proceso de evaporación y condensación para reducir la salinidad y mejorar la calidad del agua según estándares internacionales para usos no potables. Se realizaron pruebas experimentales para evaluar la eficiencia del dispositivo mediante el análisis de parámetros como la demanda química de oxígeno (DQO), sólidos disueltos totales (SDT), pH y conductividad eléctrica. Además, se monitorearon variables ambientales como la temperatura, la humedad interna y externa, y la radiación solar, con el fin de comprender el comportamiento térmico del sistema y su influencia en el rendimiento del proceso. El proyecto incluye un manual de usuario detallado para el ensamblaje, operación y mantenimiento del dispositivo, garantizando su correcta implementación en entornos rurales. Finalmente, se validó el desempeño del sistema en relación con los requerimientos técnicos establecidos, demostrando su viabilidad como alternativa sostenible para la obtención de agua desalinizada en comunidades con acceso limitado a este recurso.Ítem Diseño de un sensor electroquímico para cuantificar plomo en la parte foliar de las plantas de Lactuca sativa cultivada en la sabana de Bogotá(2024-05) Lara Castro, Luisa Fernanda; Ibla Gordillo , José FranciscoLa agricultura es la base de nuestra alimentación, pero su impacto en el suelo y el agua puede poner en riesgo la salud pública. En Colombia, donde el 83.5% de los alimentos provienen de esta actividad, el uso de aguas de riego sin control sanitario podría estar introduciendo metales pesados en los cultivos. La lechuga, ampliamente consumida, es capaz de absorber y acumular plomo, un metal tóxico con efectos perjudiciales para la salud. Ante este desafío, surge el diseño de un sensor electroquímico capaz de detectar plomo en las hojas de lechuga de manera rápida y precisa, esta tecnología permitirá un monitoreo en tiempo real, asegurando alimentos más seguros y promoviendo una agricultura más responsable. Apostar por este avance significa proteger nuestra salud, el medio ambiente y el futuro de la producción agrícola.Ítem Desarrollo de prototipo de asistencia para la movilidad posterior en canino adulto con displasia de cadera y hernia discal(2024-11) Sotelo Sanchez, Laura Camila; Devia Barrios, Juan Andres; Meneses Bernal, Jorge Eduardo; Muñoz Gómez, José Ricardo; Sotelo, Sanchez [0000-0003-1179-5382]En el presente trabajo titulado “Desarrollo de prototipo de asistencia para la movilidad posterior en canino adulto con displasia de cadera y hernia discal”, se describe el proceso de diseño e implementación de un dispositivo de asistencia, que permite al sujeto en estudio (Mateo) soportar y apoyar su marcha cuadrúpeda, mitigando el avance de su displasia de cadera. Mateo es un perro de cinco años diagnosticado con displasia de cadera grado 3 y una hernia discal tipo 2. Frecuentemente el canino presenta una disminución de su actividad física, debido a la inestabilidad en su marcha cuadrúpeda, y el desgaste muscular que ésta le ha generado, ocasionando a su vez posturas irregulares que afectan tanto el equilibrio del canino durante su desplazamiento, como al momento de sentarse. Esta condición originó un sobreesfuerzo en su extremidad anterior derecha de 155,26 N/m2, donde van dispuestas las fuerzas, lo que a largo plazo puede causar alteraciones negativas tanto a su cadera como a su columna. Con respecto a lo anterior, se implementó la metodología CDIO, en la cual se enmarcan los procesos de Conceptualización, Diseño, Implementación y Operación). En la primera fase se estipularon los requerimientos de Mateo mediante un registro comportamental, analizando las variables del comportamiento de su marcha durante el día, arrojando como resultado baja actividad física y bajo apetito. El análisis de la marcha cuadrúpeda de Mateo dió como resultado una postura anormal en su locomoción, irregularidades en la flexión y extensión de sus articulaciones; afectando negativamente, a largo plazo, su cadera, aumentando la incidencia de la enfermedad que padece. De acuerdo a esto, se establecieron las especificaciones para el diseño de los bocetos, croquis y el diseño por medio de un software especializado, seleccionado previamente a partir de matrices de decisión, cumpliendo con las características mecánicas del material, teniendo como resultado la construcción de un prototipo de asistencia a la marcha del canino, con partes ajustables. Para las fases de implementación y operación se construyó el dispositivo utilizando los materiales previamente establecidos en las matrices de decisión, como lo fue el aluminio para la estructura externa, ya que es un material liviano y resistente a la tracción a más de 90 MPa; así mismo la tela utilizada para el arnés anterior y posterior, resistente a un peso mínimo de 7 Kg, y unas ruedas de poliuretano con dureza entre 85-87A, lo cual absorbe impactos, permite buen agarre (fricción terreno plano aprox. 1,29N ), bajo desgaste en terrenos rugosos y lisos. Junto al arnés se elaboró una estructura que permitió ajustar la altura del dispositivo, generando que el paciente realizara un mayor o menor esfuerzo al caminar, mitigando así la atrofia muscular y el avance de la displasia. A partir de la construcción del dispositivo, se plantearon tres protocolos, el primero para comprobar la funcionalidad del prototipo construido; el segundo para condicionar al canino con respecto al dispositivo construido; y el tercero para realizar la comparación de los comportamientos y biomecánica de la marcha del canino, con y sin el uso del dispositivo, con el fin de observar y analizar los efectos generados por el uso del prototipo de asistencia.Ítem Diseño computacional de un sistema de energía eólico sin aspas en la finca La Concepción para el sistema de bombeo en un humedal artificial(2024-11) Méndez Urriago, María Camila; Menses Bernal , Jorge EduardoEste trabajo de grado presenta el diseño computacional de un sistema eólico sin aspas para la finca La Concepción ubicada en Rosario Alto vereda de La Mesa, Cundinamarca. El documento incluye la simulación del diseño y la transformación de energía, siguiendo una metodología basada en el estudio de la estela de Von Kármán a través de la interacción fluido-estructura. El proyecto se enfoca en el aprovechamiento del recurso eólico de la región, evaluando parámetros como la velocidad y dirección del viento, para determinar la viabilidad de implementar este sistema de generación de energía sin aspas. Se realizaron mediciones in situ utilizando un anemómetro para recopilar datos sobre el comportamiento del viento en la zona de estudio; y, mediante el uso de herramientas de simulación computacional se modeló el diseño del sistema eólico sin aspas, analizando la interacción entre el flujo de aire y la estructura del dispositivo. Este análisis permitió estimar la producción energética del sistema y su eficiencia en la transformación de energía eólica en energía eléctrica.