El presente artículo contiene un análisis de los datos que relaciona las muestras de laboratorio tomadas por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR) entre los años 2010 y 2019, sobre algunos parámetros Físico químicos del agua del río Bogotá en una parte de la cuenca baja y la desembocadura con el río Magdalena en Girardot – Cundinamarca. Dentro del análisis que se realiza por medio del multitemporal, se establece un comparativo, determinando el Índice de calidad del agua, para luego concluir si han servido las medidas que han realizado los diferentes actores para el proceso de descontaminar el río Bogotá y al final tratar de proponer unas recomendaciones para dicho fin. | This article contains an analysis of the data that relates the laboratory samples taken by the Regional Autonomous Corporation of Cundinamarca (CAR) between 2010 and 2019, on some physical-chemical parameters of the water of the Bogotá river in a part of the lower basin and the mouth with the Magdalena river in Girardot - Cundinamarca. Within the analysis that is carried out by means of the multi-temporal one, a comparative is established, determining the Water Quality Index, to then conclude if the measures that the different actors have carried out for the process of decontaminating the Bogotá river have served and in the end treat to propose some recommendations for this purpose. | Especialización

Identificar la asociación entre la exposición a los contaminantes criterios del aire con la mortalidad cardiopulmonar en Suba, Bogotá D.C entre el 2009 al 2014. Metodología: los datos correspondientes a los contaminantes criterios del aire para la localidad de Suba, las partículas finas (PM10), el dióxido de azufre (SO2), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el ozono (O3) se obtuvieron de la Red de Monitoreo y Calidad del aire de Bogotá (RMCAB) y la información de la mortalidad cardiopulmonar obtenida de la Secretaría Distrital de Salud (SDS), con esta información se realizó un análisis estadístico descriptivo, se determinó que el ozono (O3) presento algunos valores por encima de la normativa vigente de la resolución 2254 del 2017 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) y de lo establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS), se utilizó un estudio ecológico de series de tiempo, para determinar el riesgo relativo entre los contaminantes junto con la mortalidad cardiopulmonar, usando el modelo de regresión de Poisson con retrasos de la exposición a los contaminantes hasta de 5 días y el análisis del riesgo por la combinación entre los contaminantes utilizando el software Stata 11. Resultados: los riegos más altos se presentaron para los mayores de 65, generando mayor afectación en la salud en este grupo etario, el riesgo más alto para la mortalidad cardiopulmonar fue de 3,39% (IC95%: 0,67%; 6,18%) en el lag 2 por un aumento de 5 ppb del ozono (O3) promedio máximo de 8 horas, en relación con la mortalidad cardiovascular se obtuvo el valor más elevado de riesgo equivalente al 5,87% (IC95%: 1,09%; 10,88%) en relación con un efecto combinado del dióxido de azufre (SO2) y un aumento de 10 µg/m3 del PM10 en el promedio diario para mayores de 65 en el lag 0. Conclusión: para la localidad de Suba el mayor riesgo de mortalidad cardiopulmonar se presenta con la exposición al Ozono (O3). Los riesgos obtenidos no son estadísticamente significativos, más, sin embargo, se tiene en cuenta que se presenta una asociación levemente positiva entre los contaminantes criterio de aire y el impacto a la salud respiratoria, siendo más afectados, los mayores de 65. | Identify the association between exposure to air pollutants criteria with cardiopulmonary mortality in Suba, Bogotá D.C between 2009 and 2014. Methodology: the data corresponding to the criteria air pollutants for the locality of Suba (PM10, SO2, NO2 and O3) were obtained from the Bogota Air Quality and Monitoring Network and the cardiopulmonary mortality information obtained from the district health secretariat, with this information was carried out a descriptive statistical analysis, it was determined that ozone has some values above the current regulations of resolution 2254 of 2017 of the Ministry of Environment and Sustainable Development and as established by the World Health Organization (WHO), an ecological study of time series was used to determine the relative risk among pollutants along with cardiopulmonary mortality, using the regression model of Poisson with delays of exposure to pollutants up to 5 days and risk analysis by the combination in between contaminants using Stata 11 software. Results: the highest risks are shown for those over 65, generating greater health effects in this age group, the highest risk for cardiopulmonary mortality was 3,39% (IC95%: 0,67%; 6,18%) in delay 2 due to an increase of 5 ppb of the average O3 maximum of 8 hours, in relation to cardiovascular mortality, the highest risk value equivalent to 5,87% (IC95%: 1,09%; 10,88%) was obtained in relation to a combined effect of SO2 and an increase of 10 µg / m3 of PM10 in the daily average for over 65 in the delay 0. Conclusion: for the Suba locality, the greatest risk of cardiopulmonary mortality occurs with exposure to OzoneO3 The risks are not statistically significant, but, nevertheless,it is taken into account that there is a slightly positive association between the criteria air pollutants and the impact on respiratory health, being more affected, those over 65. | Ingeniero Ambiental | http://unidadinvestigacion.usta.edu.co | Pregrado

Este proyecto fue realizado en el municipio de Yumbo – Valle del Cauca con el fin de proponer una alternativa que evidencie el grado de afectación en el que se encuentran diferentes zonas por la contaminación atmosférica donde se analizó el uso de los líquenes como bioindicadores de la calidad del aire. Se planteó una comparación entre dos áreas, la primera comprende el casco urbano e industrial del Municipio de Yumbo, recibiendo influencia del alto flujo vehicular, la segunda se conoce como el corregimiento de Mulalo y se determinó como la zona de conservación La primera área de estudio fue subdividida en tres zonas, las cuales fueron denominadas con varios nombres de acuerdo a las estaciones de monitoreo distribuidas por el Municipio, estas son las estaciones ACOPI, ECA Yumbo y Las Américas. En esta área se llevó a cabo el muestreo de 21 forófitos en total, con 7 forófitos por zona y para el área 2 se muestrearon 15 forófitos, para cada uno de los cuales se realizó el conteo de cobertura liquénica por medio de una plantilla de 20 cm de ancho por 30 cm de largo y una cuadricula de 1 cm; los forófitos seleccionados para realizar el muestreo debían cumplir ciertas características como un DAP ≥ 20 cm, una inclinación no mayor a los 20° y una exposición a los rayos del sol para el crecimiento de los líquenes. De esta manera se logró realizar la determinación de la calidad del aire, por medio del cálculo del índice de pureza atmosférica (IPA) y del factor de clasificación ambiental (FCA). De acuerdo con las especies de líquenes encontradas en los sitios de muestreo se logró realizar un listado taxonómico de especies determinadas a través de la observación y análisis de sus características morfológicas. En definitiva, a través de la realización de esta investigación se logró demostrar que los líquenes son una gran alternativa para la determinación de la contaminación atmosférica, que de manera sencilla y ecológica se puede indicar el grado de afectación en la que se encuentra un área, como se pudo observar en las zonas estudiadas en donde la influencia del alto flujo vehicular e industrial, reducían la presencia de los líquenes, establecidos como bioindicadores por su sensibilidad a la contaminación atmosférica. | This project was carried out in the municipality of Yumbo - Valle del Cauca in order to propose an alternative that evidences the degree of affectation in which different areas are found due to air pollution where the use of lichens as quality bioindicators was analyzed. from air. A comparison was made between two areas, the first one includes the urban and industrial center of the Municipality of Yumbo, receiving influence from the high vehicular flow, the second is known as the Mulalo district and was determined as the conservation zone The first study area was subdivided into three zones, which were named by several names according to the monitoring stations distributed by the Municipality, these are the ACOPI, ECA Yumbo and Las Américas stations. In this area, a total of 21 forófitos were sampled, with 7 forófitos per zone and for area 2 15 forófitos were sampled, for each of which the liquid coverage count was performed by means of a staff of 20 cm wide by 30 cm long and a grid of 1 cm; the forófitos selected to realize the sampling had to fulfill certain characteristics like a DAP ≥ 20 cm, an inclination no greater than 20 ° and an exhibition to the rays of the sun for the growth of the lichen. In this way, the determination of air quality was achieved through the calculation of the atmospheric purity index (IPA) and the environmental classification factor (FCA). According to the lichen species found in the sampling sites, a taxonomic list of specific species was achieved through the observation and analysis of their morphological characteristics. Ultimately, through the conduct of this research it was possible to demonstrate that lichens are a great alternative for the arrest of air pollution, that in a simple and ecological way you can indicate the degree of affectation in which an area such as It was observed in the studied areas where the influence of high vehicular and industrial flow reduced the presence of lichens, established as bioindicators because of their sensitivity to air pollution. | ABSTRACT / INTRODUCCION / TÍTULO / DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA / JUSTIFICACIÓN / OBJETIVOS / OBJETIVO GENERAL / OBJETIVOS ESPECÍFICOS / MARCO REFERENCIAL / 1. Marco teórico / 2. Marco conceptual / 3. Marco Normativo / ESTADO DEL ARTE / METODOLOGÍA / ETAPA 1: Determinación taxonómica de los líquenes presentes en el municipio de Yumbo a través de sus características morfológicas / ETAPA 2: Calcular el índice de pureza atmosférica (IPA), y el factor de clasificación ambiental (FCA) / ETAPA 3: Comparar los cálculos del índice de pureza atmosférica (IPA), y el factor de clasificación ambiental (FCA) entre una zona afectada por la contaminación y una zona conservada del municipio de Yumbo / RESULTADOS Y DISCUSIÓN / CONCLUSIONES / RECOMENDACIONES / REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS / ANEXOS / | This project was carried out in the municipality of Yumbo - Valle del Cauca in order to propose an alternative that evidences the degree of affectation in which different areas are found due to air pollution where the use of lichens as quality bioindicators was analyzed. from air. A comparison was made between two areas, the first one includes the urban and industrial center of the Municipality of Yumbo, receiving influence from the high vehicular flow, the second is known as the Mulalo district and was determined as the conservation zone The first study area was subdivided into three zones, which were named by several names according to the monitoring stations distributed by the Municipality, these are the ACOPI, ECA Yumbo and Las Américas stations. In this area, a total of 21 forófitos were sampled, with 7 forófitos per zone and for area 2 15 forófitos were sampled, for each of which the liquid coverage count was performed by means of a staff of 20 cm wide by 30 cm long and a grid of 1 cm; the forófitos selected to realize the sampling had to fulfill certain characteristics like a DAP ≥ 20 cm, an inclination no greater than 20 ° and an exhibition to the rays of the sun for the growth of the lichen. In this way, the determination of air quality was achieved through the calculation of the atmospheric purity index (IPA) and the environmental classification factor (FCA). According to the lichen species found in the sampling sites, a taxonomic list of specific species was achieved through the observation and analysis of their morphological characteristics. Ultimately, through the conduct of this research it was possible to demonstrate that lichens are a great alternative for the arrest of air pollution, that in a simple and ecological way you can indicate the degree of affectation in which an area such as It was observed in the studied areas where the influence of high vehicular and industrial flow reduced the presence of lichens, established as bioindicators because of their sensitivity to air pollution. Keywords: air pollution, atmospheric purity index, environmental classification factor, categorization, lichens, bioindicators.

Dentro del desarrollo del presente artículo se abordó el tema del fracturamiento hidráulico analizando desde una posición imparcial sus impactos de tipo económico, ambiental y social; explicando al detalle las etapas para su ejecución, junto con las implicaciones que podrían resultar del desarrollo de la actividad en el país, por medio de la práctica de los proyectos pilotos integrales de investigación a desarrollarse próximamente en la región del Magdalena medio colombiano. Se trabajó con una metodología de revisión de información bibliográfica analizando artículos académicos, científicos y libros especializados, donde se evidenciaron las experiencias de diferentes países con respecto al desarrollo de las técnicas de fracturamiento hidráulico de roca generadora mediante perforación horizontal. Además, se realizó la revisión al Decreto 328 de 2020 expedido por el gobierno nacional en donde se fijaron los lineamientos para adelantar los proyectos pilotos de investigación integral; dentro de la revisión se identificaron vacíos en la formulación y estructuración del decreto desde el componente social, ambiental y procedimental. Como resultado de esta investigación se otorga una visión más clara sobre la ejecución de esta actividad, procurando cerrar brechas de desinformación y que se cree una postura adversa por parte de la comunidad fundamentada en opiniones contrarias a la realidad científica. | Within the development of this article, the topic of hydraulic fracturing was addressed, analyzing from an impartial position its economic, environmental and social impacts; explaining in detail the stages for its implementation, along with the implications that could result from the development of the activity in the country, through the practice of comprehensive research pilot projects to be developed soon in the Colombian region of Magdalena Medio. We worked with a bibliographic information review methodology analyzing academic articles, scientists and specialized books, where the experiences of different countries regarding the development of hydraulic fracturing techniques of generating rock through horizontal drilling were evidenced. In addition, the revision of Decree 328 of 2020 issued by the national government was carried out, where the guidelines were established to advance the pilot projects of integral research; within the review, gaps were identified in the formulation and structuring of the decree from the social, environmental and procedural component. As a result of this research, a clearer view is given on the execution of this activity, seeking to close misinformation gaps and to create an adverse position on the part of the community based on opinions contrary to scientific reality. | Especialización

Más de 4 millones de muertes tempranas al año son atribuidas a la contaminación atmosférica. En ese sentido el material particulado (PM) es un contaminante que representa un alto riesgo para la salud humana, ya que, se le ha relacionado con cáncer de pulmón, enfermedades cardiovasculares, entre otras. Por esta razón, mejorar la calidad del aire es uno de los principales retos para mantener la calidad de vida de la población. Generalmente las concentraciones del contaminante se cuantifican en espacios exteriores, dejando por fuera los espacios interiores en los cuales si no se cuenta con buenos sistemas de ventilación puede aumentar considerablemente la concentración de PM en el lugar. Considerando lo mencionado anteriormente, este estudio evalúo en siete puntos de monitoreo con sensores de bajo costo ubicados en la Universidad Autónoma de Occidente, la relación que existe entre interiores y exteriores de los microambientes, también con la relación entre PM2.5 y PM10, además de la dosis de inhalación para diferentes casos creados. Las concentraciones diarias para interiores se encontraban para PM2.5 entre 0.359 μg/m3 - 44.24 μg/m3 y para PM10 entre 0.378 μg/m3 - 71.88 μg/m3, en el caso de los exteriores las concentraciones estaban entre 1.87 μg/m3 -22.36 μg/m3 y para 1.93 μg/m3 -27.94 μg/m3. También, se pudo evidenciar que existió una variación entre las concentraciones asociados al flujo vehicular presente, así como las disminuciones entre días laborales y no laborales. En ninguno de los casos supera lo reglamentado por la normatividad colombiana, sin embargo, si lo establecido por la OMS. Los valores encontrados para la relación entre interiores y exteriores se encuentran en un rango entre 0.0474 y 2.063, siendo el punto de la cafetería donde las concentraciones interiores son mayores. Para PM2.5/PM10 se encuentran entre 0.61 y 0.95, estos valores indicaron que el material particulado provenía de un proceso de combustión en este caso la generada por los vehículos que transitan cerca al campus. Por último, se generaron 5 casos para periodos entre las 8-12 horas de permanencia en la universidad donde se calculó las dosis de inhalación en los cuales se obtuvieron valores entre los 43.6 μg – 194.2 μg para PM2.5 y para PM10 valores entre los 45.7 μg - 70871.3 μg. Siendo el caso del portero en el punto cercano a la vía Cali-Jamundí el que alcanzó mayores dosis. En síntesis, fue posible cumplir con los objetivos planteados lo que permitió cuantificar las concentraciones de PM2.5 y PM10 en interiores y exteriores de la universidad. Por lo cual se hace importante la revisión de los microambientes para que la universidad pueda tomar medidas en sus estructuras o en elementos de protección personal con el fin de mejorar la calidad de vida de la comunidad universitaria | More than 4 million early deaths per year are attributed to air pollution. In this sense, particulate matter (PM) is a pollutant that represents a high risk to human health, as it has been linked to lung cancer, cardiovascular diseases, among others. For this reason, improving air quality is one of the main challenges to maintain the quality of life of the population. Generally, the concentrations of the pollutant are quantified in outdoor spaces, leaving out the indoor spaces in which, if there are no good ventilation systems, the concentration of PM in the place can increase considerably. Considering the above, this study evaluated in seven monitoring points with low-cost sensors located at the Universidad Autónoma de Occidente, the relationship between indoor and outdoor microenvironments, also with the relationship between PM2.5 and PM10, in addition to the inhalation dose for different cases created. The values found for the indoor/outdoor ratio are in a range between 0.0474 and 2.063, being the cafeteria point where indoor concentrations are higher. For PM2.5/PM10 they are between 0.61 and 0.95, these values indicated that the particulate matter came from a combustion process, in this case generated by vehicles traveling near the campus. Finally, 5 cases were generated for periods between 8-12 hours of stay at the university where the inhalation doses were calculated in which values were obtained between 43.6 μg - 194.2μg for PM2.5 and for PM10 values between 45.7 μg - 70871.3 μg. Being the case of the porter at the point near the “Cali-Jamundí” way the one that reached higher doses. These values were analyzed according to Colombian and World Health Organization regulations. In synthesis, it was possible to meet the objectives set, which allowed us to quantify the concentrations of PM2.5 and PM10 in interiors and exteriors of the university. Therefore, it is important to review the microenvironments so that the university can take measures in its structures or in personal protection elements in order to improve the quality of life of the university community | Pasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2023 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

El presente trabajo tiene como objetivo dimensionar y simular una planta solar térmica para desalinizar agua de mar. El sistema que se desarrolló está basado en tres tecnologías, destilación con múltiples etapas (MSF), ciclo Rankine con cogeneración y un sistema solar térmico tipo Fresnel. Los modelos matemáticos del sistema solar térmico, del ciclo Rankine con cogeneración y del proceso de desalinización fueron modelados matemáticamente, para cumplir con el parámetro de diseño más importante el cual es que la planta desalinice 1285,2 [m3/día], este valor fue determinado por la población objetivo que es la mitad de la población indígena de la Guajira, Colombia. La MSF fue el sistema de partida para el dimensionamiento del campo solar y del sistema en general. Los modelos matemáticos del sistema acoplados resuelven las ecuaciones óptico geométricas, balance de masa y energía, con el fin de caracterizar y analizar el comportamiento con parámetros de diseño establecidos. La simulación de la planta se realizó en el software MATLAB para determinar las variables críticas del sistema, los modelos fueron validados con artículos científicos encontrados en la revisión bibliográfica. Se examinó el modelo acoplado mediante un estudio paramétrico en donde se variaron varios aspectos tales como temperatura, salinidad y hora del día. Finalmente, los resultados obtenidos bajo los parámetros de diseño fueron un área de campo solar de 56496,5 m2 equivalente a 5,23 campo de futbol FIFA, eficiencia óptica y térmica de 65, 3 y 37,1 % respectivamente, la potencia de la bomba en el sistema Fresnel es de 36,6 kW, en la MSF se obtuvo un rendimiento de planta de 13,087%, un flujo másico de agua de mar de 147,6318 kg/s, el trabajo de la bomba en la MSF es de 68,27 kW y en cuanto al ciclo Rankine la potencia de las bombas es 4,575 kW, la potencia neta del sistema es de 1833,4 kW y una eficiencia eléctrica y térmica del 13,6 y 78,1% respectivamente, en cuanto al costo de agua destilada se obtuvo un valor de 2,1339 $/m | INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 12 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 12 1. MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 13 1.1 MARCO CONCEPTUAL .............................................................................. 13 1.1.1 MAR CARIBE ........................................................................................ 13 1.1.2 DESALINIZACIÓN ................................................................................ 14 1.1.3 EVAPORACIÓN INSTANTÁNEA DE MÚLTIPLES ETAPAS (MSF) ..... 15 1.1.4 RECURSO SOLAR ............................................................................... 19 1.1.5 CICLO RANKINE .................................................................................. 20 1.1.6 COLECTOR SOLAR FRESNEL ........................................................... 21 1.1.6.1 Componentes de los CLF .................................................................. 22 1.1.6.2 Descripción General del Proceso ...................................................... 23 1.2 ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 24 1.3 MARCO LEGAL ........................................................................................... 26 2. OBJETIVOS .................................................................................................... 27 2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 27 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 27 3. METODOLOGÍA ............................................................................................. 28 3.1. FASE UNO: CARACTERIZACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS .................. 28 3.2. FASE DOS: CÁLCULOS TERMODINÁMICOS Y ÓPTICOS ................... 28 3.3. FASE TRES: VALIDACIÓN Y SIMULACIÓN ........................................... 28 3.4. FASE CUATRO: DETERMINACIÓN DE LA VIABILIDAD TÉCNICA DEL SISTEMA ........................................................................................................... 28 4. DESARROLLO ............................................................................................... 29 4.1. SISTEMA DE DESALINIZACIÓN MSF .................................................... 29 4.1.1. Balance general de masa ..................................................................... 31 4.1.2. Perfil de temperatura para las etapas y tubos condensadores ............. 32 4.1.3. Balance de masa y sal para cada etapa ............................................... 34 4.1.4. Dimensiones de la etapa flash .............................................................. 37 4.1.5. Área de transferencia de calor en los condensadores .......................... 39 4.1.6. Parámetros de rendimiento de la planta MSF ....................................... 40 4.1.7. Calculo potencia de la bomba ............................................................... 40 4.2. CICLO RANKINE ..................................................................................... 42 4.2.1. Análisis de energía en ciclo Rankine sencillo ....................................... 42 4.2.2. Análisis de energía en ciclo Rankine con cogeneración ....................... 44 4.3. CAMPO SOLAR FRESNEL ..................................................................... 47 4.3.1. Ángulos Solares .................................................................................... 47 4.3.2. Separación de los Espejos .................................................................... 48 4.3.3. Efecto Sombra ...................................................................................... 51 4.3.4. Modelo térmico del campo solar Fresnel .............................................. 53 4.4. Cálculo del costo del agua destilada TWP .................................................. 58 5. RESULTADOS ............................................................................................... 59 6. CONCLUSIONES ........................................................................................... 68 7. RECOMENDACIONES ................................................................................... 69 REFERENCIAS ..................................................................................................... 69 ANEXOS ............................................................................................................... 74 | Pregrado | The present work aims to size and simulate a solar thermal plant to desalinate seawater. The system that was developed is based on three technologies, multi-stage distillation (MSF), Rankine cycle with cogeneration, and a Fresnel-type solar thermal system. The mathematical models of the solar thermal system, the Rankine cycle with cogeneration and the desalination process were mathematically modeled, in order to comply with the most important design parameter which is that the plant desalinate 1285.2 [m3 / day], this value was determined by the target population which is half of the indigenous population of La Guajira, Colombia. The MSF was the starting system for sizing the solar field and the system in general. Mathematical models of the coupled system solve the geometric optical equations, mass and energy balance, in order to characterize and analyze the behavior with established design parameters. The simulation of the plant was carried out in the MATLAB software to determine the critical variables of the system, the models were validated with scientific articles found in the bibliographic review. The coupled model was examined through a parametric study where various aspects such as temperature, salinity and time of day were varied. Finally, the results obtained under the design parameters were a solar field area of ​​56,496.5 m2 equivalent to 5.23 FIFA soccer field, optical and thermal efficiency of 65, 3 and 37.1% respectively, the power of the pump in the Fresnel system is 36.6 kW, in the MSF a plant yield of 13.087% was obtained, a mass flow of seawater of 147.6318 kg / s, the work of the pump in the MSF is 68.27 kW and regarding the Rankine cycle the power of the pumps is 4.575 kW, the net power of the system is 1833.4 kW and an electrical and thermal efficiency of 13.6 and 78.1% respectively, regarding the cost of distilled water, a value of $ 2.1339 / m was obtained. | Modalidad Presencial

En este proyecto se propone y simula una estación de carga de bicicletas eléctricas con energía solar sin conexión a red. La estación consiste en un arreglo fotovoltaico conectado a un convertidor (CC/CC) tipo Boost con seguimiento de punto de máxima potencia y en seis convertidores (CC/CC) tipo Buck, asociados a los seis puertos de carga provistos para la carga de baterías Ion litio de bicicletas. La contribución de este trabajo, es la formulación de estrategias de control para un novedoso sistema solar de carga de bicicletas eléctricas bajo un enfoque de intercambio de baterías. Una estación de carga de baterías (BBS por sus siglas en inglés) carga las baterías por adelantado y las prepara para ser intercambiadas con el usuario en un tiempo considerablemente corto. En este sistema propuesto, se carga de forma directa las baterías de las bicicletas con energía eléctrica generada por arreglo fotovoltaico sin hacer uso de banco de baterías adicional. Para el planteamiento de estrategias de control, se modela y parametriza el conjunto de componentes que conforma la estación y se unifican en un modelo que simule el comportamiento de la estación ante de cambios de irradiancia, temperatura y carga. Finalmente, mediante simulación en Matlab, se observa si las estrategias de control propuestas establecen un comportamiento del proceso de carga dentro de rango seguro de operación y se evalúa la efectividad del algoritmo de seguimiento de máxima potencia. Se establecen dos modos de operación de la estación para gestión de flujos de potencia ante los casos en que la potencia fotovoltaica supera la potencia demanda y viceversa. Se analiza ventajas y desventajas para cada uno de ellos | INTRODUCCIÓN 3 1. OBJETIVOS 5 1.1 Objetivo general 5 1.2 Objetivos específicos 5 METODOLOGÍA 6 1.3 CARACTERIZACION DE LA ESTACION DE CARGA 6 1.4 MODELADO DE BATERÍA Y PANEL SOLAR 6 1.5 IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS Y ESTRATEGIAS DE CONTROL 7 1.6 Simulación y análisis de resultados 7 2 MARCO REFERENCIAL 8 2.1 MARCO CONTEXTUAL 8 2.2 ESTADO DEL ARTE 9 2.3 MARCO TEORICO 11 2.3.1 Energía solar fotovoltaica. 11 2.3.2 Operación de los paneles solares 13 2.3.3 Sistema de seguimiento de máxima potencia (MPPT) 14 2.3.4 Baterías recargables 15 2.3.5 Tipos de modelos matemáticos para baterías recargable 15 2.3.6 Cargador de baterías 19 2.3.7 Convertidores CC/CC 22 3 CARACTERIZACIÓN ESTACIÓN DE CARGA 27 3.1.1 Recurso solar disponible 27 3.1.2 Capacidad de baterías 28 3.1.3 Potencia fotovoltaica 29 4 MODELADO MATEMATICO 30 4.1 MODELO DE BATERIA 30 4.1.1 Estimación de parámetros celda Ion litio 31 4.1.2 Configuración pack de baterías de simulación 37 4.2 MODELO PANEL SOLAR 38 4.2.1 Estimación de parámetros modulo solar 39 4.2.2 Configuración arreglo fotovoltaico 40 5 ALGORITMOS Y ESTRATEGIAS DE CONTROL IMPLEMENTADAS 42 5.1 SISTEMA DE CARGA BATERÍAS 42 5.1.1 Bloque de potencia convertidor CC/CC tipo Buck 43 5.1.2 Control de carga 45 5.2 SISTEMA DE SEGUIMIENTO DE MÁXIMA POTENCIA 48 5.2.1 Bloque de potencia convertidor CC/CC tipo Boost 49 5.2.2 Algoritmo de seguimiento de máxima potencia 50 5.3 ALGORITMO DE CONTROL, PARA LA GESTIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA 51 6 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN REALIZADA EN MATLAB SIMULINK 53 6.1 Respuesta del controlador de carga 53 6.2 Respuesta algoritmo de seguimiento de máxima potencia 57 6.3 Simulación estación de carga 58 6.3.1 Potencia fotovoltaica mayor a potencia demanda por la carga de las baterías 61 6.3.2 Potencia fotovoltaica menor a potencia demanda por la carga de las baterías 64 CONCLUSIONES 70 RECOMENDACIONES 71 REFERENCIAS 72 | Pregrado | This project proposes and simulates a solar-powered electric bike charging station without a grid connection. The station consists of a photovoltaic array connected to a Boost converter (DC/DC) with maximum power point tracking and six Buck type converters (DC/DC) associated with the six charging ports provided for charging Ion lithium batteries from Bicycles. The contribution of this work is the formulation of control strategies for a novel solar electric bike charging system under a battery exchange approach. A battery charging station (BBS) charges the batteries in advance and prepares them to be exchanged with the user in a considerably short time. In this proposed system, bicycle batteries are directly charged with electric energy generated by photovoltaic array without making use of additional battery bank. For the planning of control strategies, the set of components that make up the station are modeled and parameterized and unified in a model that simulates the behavior of the station before changes in irradiance, temperature and load. Finally, by simulation in MATLAB, it is observed whether the proposed control strategies, establish a load process behavior within safe operating range and evaluate the effectiveness of the maximum power tracking algorithm. Two station modes of operation are established for power flow management in cases where photovoltaic power exceeds demand power and vice versa. Advantages and disadvantages are analyzed for each of them | Modalidad Presencial

El piedemonte Llanero es un ecosistema estratégico que presta importantes servicios ecosistémicos, en este se encuentra ubicada la ciudad de Villavicencio, que cuenta con un área conocida como el cinturón verde de la cual hace parte la reserva forestal de vanguardia, el jardín botánico de Villavicencio, playa rica y la parte superior del condominio residencial el rincón de las lomas. Debido al crecimiento urbano y otras actividades antropogénicas se ha presentado problemas de fragmentación que comprometen la composición y diversidad del banco de semillas (BSG), a su vez, modificando la composición del suelo. El presente estudio realizó un monitoreo ex-situ durante un periodo de 4 meses de las plántulas emergentes provenientes del BSG en tres áreas fragmentadas con diferentes tamaños (fragmento N°1: 138,3 ha, fragmento N°2: 23,5 ha, fragmento N°3: 76,5 ha) y su relación con las características físico-químicas del suelo (pH, Textura, Color, humedad relativa, densidad aparente y porcentaje de materia orgánica). Para ello se realizaron transectos de 100 metros en cada uno de los fragmentos a estudiar, a partir de los cuales se recolectaron 84 muestras de suelo en total para vivero y 42 muestras para análisis de variables fisicoquímicas del suelo. Se realizó un conteo de plántulas por especie, monitoreando su crecimiento y comparación de la abundancia de plántulas emergentes con las variables fisicoquímicas del suelo entre los diferentes fragmentos con el fin de determinar de qué manera influye el tamaño del fragmento en el ecosistema de piedemonte. Los resultados de este estudio forman parte de la generación de línea base para el establecimiento de protocolos de restauración ecológica de áreas de piedemonte alteradas, incluyendo la conformación de un listado de plantas con potencial para la restauración de estos sitios. | The Piedmont Plains is a strategic ecosystem that provides important ecosystem services, in Villavicencio’s located, which has an area known as the green belt of which it is part of the avant-garde forest reserve, the botanical garden of Villavicencio, Playa Rica and the sector of the residential condominium “Rincon de las Lomas”. Due to urban increase and other anthropogenic activities, it has presented fragmentation problems that compromise the composition and diversity of the seed bank (GSB), in turn, modifying the soil composition. The present study performed an ex-situ monitoring over a period of four months of emerging seedlings from the GSB in three fragmented areas with different size (Fragment N°1: 138,5 ha, fragment N°2: 23,5 ha, fragment N°3: 76,5 ha) and its relation with the physicochemical characteristics of the soil (pH, texture, color, humidity, apparent density and percentage of organic matter). To do this, analyze the 100 meter transects in each of the fragments to study. From which 84 soil samples will be collected in total for vivarium and 42 samples for analysis of physicochemical variables of the soil. A seedling count per species was performed, monitoring its growth, diversity and abundance of emerging seedlings with the physicochemical variables of the soil between the different fragments in order to determine how fragment size influences the piedmont ecosystem. The results of this study are part of the baseline generation for the establishment of ecological restoration protocols for altered areas of piedmont, including the formation of a list of plants with potential for the restoration of these sites. | Ingeniero Ambiental | http://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacion | Pregrado

Este proyecto de investigación evalúa el efecto de la fragmentación sobre el tamaño poblacional y estructura demográfica de la población de la palma Asaí (Euterpe precatoria, Mart.1842.), a partir de la relación entre el tamaño de diversos fragmentos de bosque de piedemonte vecinos a la ciudad de Villavicencio y los atributos de densidad y estructura poblacional de la palma. Asimismo, brinda conocimiento adicional sobre el impacto de la fragmentación en la abundancia y producción de racimos de la palma. Para ello se estableció una metodología que permitió estimar la densidad, tasa reproductiva, productividad y estructura demográfica (proporción de plántulas, juveniles y adultos) en cuatro zonas de estudio ubicadas en la ciudad de Villavicencio – Meta (bosques de los campus Loma Linda y Aguas Claras de la universidad Santo Tomás, Jardín Botánico de Villavicencio y Reserva Forestal Protectora Vanguardia), y su variabilidad en función de los sitios y el tamaño de los fragmentos estudiados. Tales variables se correlacionaron para determinar la relación entre los tamaños de los fragmentos de bosque y la estructura poblacional de la palma. En 15 parcelas de 0.1 ha se censaron todos los individuos de la especie. Se analizaron y compararon los resultados de aquellos fragmentos menores a 10 ha con los fragmentos de bosques mayores a 10 ha. La densidad poblacional promedio en los bosques de menor tamaño fue de 234 individuos/ha, encontrándose palmas de distintas categorías de edad (80 plántulas/ha, 48 juveniles I/ha, 36 juveniles II/ha, 40 juveniles III/ha y 30 adultos/ha) y una productividad de 92 racimos/ha, mientras que en los bosques mayores a 10 ha se encontraron 22 plántulas/ha, 42 juveniles I/ha, 58 juveniles II/ha, 67 juveniles III/ha y 44 adultos/ha, obteniendo así una densidad poblacional total de 233 individuos/ha con una productividad de 26 racimos/ha. Los bosques menores a 10 hectáreas tuvieron mayor producción de racimos debido al gran número de adultos reproductivos en comparación con las zonas de tamaño mayor a 10 hectáreas. La estructura poblacional de la palma Asaí en los fragmentos mayores a 10 ha, no presentó una distribución en forma de J invertida, mientras que los fragmentos de tamaño menor a 10 ha se asemejaron a este tipo de distribución al tener una alta proporción de individuos en las clases de altura pequeñas que indica altas tasas de establecimiento de plántulas de las cuales un número reducido alcanza clases de alturas mayores. Mediante la prueba U de Mann-Whitney se encontró que no existen diferencias entre las densidades poblacionales de los dos tamaños de fragmentos de bosques, por lo cual se puede establecer que la fragmentación de hábitats en el territorio de Villavicencio no afecta significativamente la densidad poblacional de la palma de Asaí. Esta investigación realiza un aporte al establecimiento de pautas de manejo de la población silvestre y permite estudios posteriores referentes a medidas de aprovechamiento y explotación de la palma con bajo impacto negativo en la disponibilidad futura del recurso en zonas fragmentadas. | This research project evaluates the effect of fragmentation on the population size and demographic structure of the Açaí palm population (Euterpe precatoria, Mart.), based on the correlation between the size of different fragments of piedmont forest around the city of Villavicencio and the density attributes and population structure of the palm. It also provides additional knowledge about the impact of fragmentation on the abundance and palm fruit bunch production of the palm. For this, a methodology was established that allowed to estimate the density, reproductive rate, productivity and demographic structure (proportion of seedlings, juveniles and adults) in four study areas located in the city of Villavicencio – Meta (Loma Linda and Aguas Claras campus forests of the Santo Tomás University, Villavicencio Botanical Garden and Vanguardia Protected Forest Reserve), and and its variability according to the sites and the size of the fragments studied. These variables were correlated to determine the relation between the sizes of the forest fragments and the population structure of the palm. In 15 plots of 0.1 hectares all individuals of the species were registered. The results of those fragments less than 10 ha were analyzed and compared with forest fragments bigger than 10 ha. The average population density in smaller forests was 234 individuals/ha, with palms of different age groups (80 seedlings/ha, 48 juveniles I/ha, 36 juveniles II/ha, 40 juveniles III/ha and 30 adults/ha) and a productivity of 92 bunches/ha, while in forests bigger than 10 ha were found 22 seedlings/ha, 42 juveniles I/ha, 58 juveniles II/ha, 67 juveniles III/ha and 44 adults/ha, thus obtaining an overall population density of 233 individuals/ha with a productivity of 26 bunches/ha. Forests smaller than 10 hectares had higher bunch production due to the large number of reproductive adults compared to areas larger than 10 hectares. The population structure of the Asai palm in the fragments larger than 10 ha did not show an inverted J-shaped distribution, while the fragments smaller than 10 ha resembled this type of distribution by having a high proportion of individuals in the small height classes indicating high rates of establishment of seedlings whereof a small number reach higher height classes. Through the Mann-Whitney U test, it was found that there are no differences between the population densities of the two sizes of forest fragments, whereby it can be established that the fragmentation of habitats in the territory of Villavicencio does not significantly affect the population density of the Asai palm. This research contributes to the establishment of guidelines for the management of the wild population and allows for further studies related to measures for the exploitation and use of the palm with low negative impact on the future availability of the resource in fragmented areas. | Ingeniero Ambiental | http://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacion | Pregrado