Ingeniería Electrónica

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Movilex: Uso de modelos de propagación en Interior para la extensión estratégica de la cobertura de red móvil en zonas interiores en la era de 5G. Corrección de la cobertura de red móvil en el piso 10 del departamento administrativo de planeación distrital de Cali
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2025) Ruiz Escobar, Juan Camilo; Giraldo Castañeda, Carlos Andrés
Este estudio se centra en el dimensionamiento e implementación de un sistema de Amplificación y Retransmisión (A&F) para mejorar la calidad y cobertura de la señal de red móvil en entornos interiores, enfocándose específicamente en la banda IMT-E. Utilizando el modelo mejorado Motley-Keenan (I-MKM) y un análisis avanzado de propagación, el sistema fue dimensionado para abordar los desafíos de la recepción deficiente de señal en el piso 10 de la Alcaldía Distrital de Santiago de Cali, Departamento Administrativo de Planeación Distrital. El estudio identificó dificultad en la amplificación de señales AWS por baja calidad de la señal recibida, resaltando la necesidad de mejoras en la infraestructura por parte de operadores como Movistar. El modelo I-MKM demostró ser esencial para estimar el comportamiento de la señal en entornos con diversos materiales de construcción, ofreciendo una alternativa sólida a los modelos ITU-R tradicionales, que están limitados por su rango de frecuencias y su ajuste de corte cualitativo. La implementación final mostró mejoras significativas en velocidad y estabilidad de señal, con la banda IMT-E proporcionando excelente cobertura en áreas clave, beneficiando a un gran número de usuarios. Además, el sistema donado abre oportunidades para aplicaciones escalables y económicas, que podrían servir como una solución de internet de bajo costo para contratistas en instituciones públicas como la presente. Esta investigación subraya la importancia de los modelos de propagación en el diseño de sistemas adaptables y económicos que mejoren la Calidad de Servicio (QoS) en escenarios interiores desafiantes, estableciendo una base para futuros desarrollos académicos y tecnológicos.
Automatización de la entrega de dispositivos electrónicos en el laboratorio de electrónica mediante RFID
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2025) Pérez Jaramillo, Mario Alejandro; Villarroel Luengas, Juan Esteban
El presente proyecto, denominado AUTOLAB, consiste en el desarrollo de un sistema automatizado para la entrega de dispositivos y materiales en el laboratorio de electrónica y telecomunicaciones de la Pontificia Universidad Javeriana de Cali. La motivación principal del proyecto surge de la necesidad de optimizar la disponibilidad de dispositivos de medición y herramientas en el laboratorio, ya que, aunque un laboratorista encargado presta estos servicios, su presencia en el sitio no siempre es permanente y mucho menos en los horarios no hábiles. Esto afecta especialmente a los estudiantes de las carreras de electrónica y biomédica, quienes requieren acceso continuo para realizar pruebas y desarrollar sus proyectos. AUTOLAB utiliza una antena UHF para la lectura de etiquetas RFID, junto con un sistema de casilleros controlados por un microcontrolador ESP32. Este dispositivo gestiona la comunicación con una base de datos MySQL alojada en un servidor local, facilitando el registro de usuarios, la asignación de casilleros y la supervisión de préstamos y devoluciones de manera automatizada. También es tarea del ESP32 el suministro de fluido eléctrico a los puestos de trabajo los cuales cuentan con el servicio de un generador de señales, un osciloscopio y un computador de mesa. Cada vez que un casillero es reservado mediante un préstamo, el fluido eléctrico de un respectivo puesto de trabajo se activa hasta que se presente la devolución de los elementos prestados. Además, el sistema incluye una interfaz web para la visualización de información y la interacción con el usuario al momento del préstamo. La metodología aplicada en el desarrollo del sistema abarcó desde el diseño del hardware y la integración de componentes electrónicos hasta la implementación de una API para la gestión de datos y la programación del servidor web en el ESP32. Se realizaron pruebas experimentales para validar la precisión de la lectura de las etiquetas RFID y la eficiencia en la gestión de los casilleros. El resultado obtenido demuestra una mejora significativa en la accesibilidad y eficiencia del proceso de préstamos, permitiendo a los estudiantes acceder a los materiales que necesitan, incluso fuera del horario de atención del encargado del laboratorio. Esto proporciona un entorno más flexible y autónomo para la administración de los dispositivos del laboratorio. El proyecto concluye con la validación de la solución propuesta y su potencial para ser aplicada en otros entornos con necesidades similares de automatización en la entrega de materiales.
Diseño e implementación de un sistema predictivo de calidad del agua para piscicultura en Colombia, basado en tecnología IoT y aprendizaje automático
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2025) Burbano Rincón, Kamilo Yani Vam; Álvarez Bermúdez, Diego Alejandro; Martínez Álvarez, Alexánder; Valencia Díaz, Manuel Vicente
La piscicultura en Colombia es crucial económica y socialmente. El control efectivo de las variables fisicoquímicas del agua es fundamental para su éxito. Este trabajo presenta el diseño, implementación y evaluación de un sistema IoT para monitorear estas variables en una piscicultura en Jamundí, Valle del Cauca. El sistema, que incluye hardware para medir temperatura del agua, pH y total de sólidos disueltos en el agua (TDS), transmite datos a una plataforma web cada 15 minutos. En el desarrollo del software de la plataforma web se empleó una arquitectura modelo-vista-controlador (MVC) con Java y Spring Boot, garantizando seguridad y usabilidad. Además, se aplicaron técnicas de machine learning para optimizar la gestión del agua, evaluando modelos como la regresión lineal, regresor de máquinas de soporte vectorial, regresor de k-vecinos más cercanos, regresor de árbol de decisión y regresor de bosque aleatorio. El modelo que obtuvo el menor MAE (Error absoluto medio) fue el regresor de árboles de decisión. En la plataforma web, los piscicultores pueden registrar las mediciones fisicoquímicas del agua de manera manual o utilizar el dispositivo diseñado para obtener las mediciones automáticamente. Las variables para las que se realizaron predicciones fueron la temperatura del agua, la conductividad del agua, los TDS y el pH. El sistema desarrollado permite a los operadores de pisciculturas acceder a datos actualizados en línea desde cualquier dispositivo con conexión a internet. Los datos recolectados se presentan de manera clara y comprensible mediante gráficos, facilitando su interpretación y análisis. Además, los modelos de aprendizaje automático implementados han demostrado ser efectivos en la predicción de la calidad del agua, lo que mejora significativamente la toma de decisiones y optimiza la gestión de mediciones en la piscícola.
Diseño de sistema electromecánico y de control de giro de muñeca en una prótesis mioeléctrica
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2024) Cobo Moreno, Juan José; Portillo Rosero, Santiago; Martínez Álvarez, Alexánder; Henao Aguirre, Sofía Catalina
En la actualidad, muchas prótesis de miembro superior se centran en el accionamiento del efector terminal mediante control electromecánico. En esta tesis se diseñó, probó y validó un sistema protésico mioeléctrico de rotación de muñeca, utilizando la metodología CDIO a lo largo de la totalidad del proyecto. El dispositivo protésico se diseñó considerando dispositivos protésicos desarrollados por la empresa Prótesis Avanzadas. Cada componente del sistema fue diseñado y sometido a pruebas para validar su funcionalidad. Finalmente, las diferentes partes fueron integradas en un solo dispositivo, validando su funcionalidad para lograr un sistema de control de la rotación de la muñeca en un dispositivo protésico mioeléctrico
PLUSCON – Product development project
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Calvo Rincón, Edwin Andrés; Rivera Camargo, Santiago Andrés; Piedrahita Colorado, Luis Fernando; Botero Gómez, Sara; Cuenca Perea, Sebastián
Trabajo de grado multidisciplinario En muchas zonas del mundo, para que dispositivos como calentadores, estufas e incluso insecticidas agrícolas funcionen se requiere de gas propano, el cual es comercializado como producto en presentación de cilindro. Nuestro equipo Pluscon, aplicando la metodología del Design Thinking, se ha dado cuenta que tanto consumidores como asociados de ventas se han visto afectados cuando se requiere hacer un intercambio de uno de estos cilindros, debido a que el proceso toma mucho tiempo y se torna engorroso para ambas partes. Por tal motivo, el propósito del Proyecto de Desarrollo de Producto (PDP) es diseñar y construir un prototipo de máquina expendedora de cilindros de propano competitiva en el mercado global, para que los usuarios puedan comprar, devolver y cambiar su cilindro de gas propano de forma fácil y rápida. El prototipo debía incluir mecanismos de almacenamiento y recuperación de los cilindros usados y nuevos, garantizar las normas de seguridad y accesibilidad de la máquina, implementar un sistema de autofacturación con terminal de pago, y un sistema que pudiera clasificar los diferentes tipos de cilindros durante el proceso de devolución, así como otros mecanismos que facilitaran el cambio de cilindros de propano. Las partes interesadas en el proyecto son el patrocinador Pluscon-Nextpick Oy, la Universidad Aalto y la Pontificia Universidad Javeriana Cali, que facilitan el curso PDP incluyendo profesores, asistentes y estudiantes; por otro lado, las partes interesadas en el producto son Woikoski (cliente importante de nuestro patrocinador), las autoridades legales y los consumidores que utilizarían la máquina. Con un presupuesto de 10.000 euros, el grupo de 11 estudiantes universitarios de Finlandia y Colombia, incluyendo 7 ingenieros mecánicos, 1 ingeniero civil/mecánico, 1 diseñador, 1 ingeniero energético/eléctrico y 1 ingeniero electrónico, comenzó a desarrollar el producto en septiembre del 2022 y culminó el desarrollo en mayo del 2023. Además, se contó con la ayuda adicional de las instalaciones y el personal de la Universidad de Aalto y de personal de Nextpick Oy. De esta manera, el equipo empezó abordando el reto realizando entrevistas con clientes compradores de propano, luego conversaciones con el patrocinador, posteriormente se inició con la ideación del concepto que resolvería el problema y se eligió un concepto de sistema de revólver modular centrado en la facilidad de uso. Una vez concluida la fase de ideación, el concepto se fijó en noviembre de 2022 y el grupo de estudiantes procedió a escoger los materiales, conseguirlos y finalmente construir el prototipo funcional a escala real, el cual fue expuesto el 12 de mayo del 2023 en la gala del PDP. Como último paso, el proyecto fue entregado al patrocinador para su respectiva evaluación y para que posteriormente la compañía continúe el proceso de desarrollo del producto para que sea lanzado al mercado.
Encouraging STEM areas in the labor force of the future
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Orejuela Garcés, Manuel Alejandro; Melo Escobar, Laura Alexandra; Figueroa Soto, Jorge Andrés; Plata Quintero, Juan Fernando; Tobón Llano, Luis Eduardo
Trabajo de grado multidisciplinario Este proyecto está patrocinado por la Red SUGAR, una iniciativa global fundada en 2008 que incluye a 24 universidades de 4 continentes diferentes. La red tiene como objetivo proporcionar una plataforma internacional cruzada donde estudiantes de diversos antecedentes puedan generar un impacto positivo en sus comunidades diseñando e implementando soluciones innovadoras a desafíos complejos planteados por empresas del mundo real. La ejecución del presente proyecto sigue un cronograma de nueve meses basado en la metodología de diseño centrado en el usuario, un proceso iterativo que guía la entrega de soluciones orientadas al usuario y al cliente para abordar problemas complejos. (SUGAR, 2022). Hace 15 años, la Pontificia Universidad Javeriana Cali (PUJ-Cali) de Colombia se unió a la Red SUGAR. En este período, la PUJ-Cali ha contado con la participación de más de 88 estudiantes en 33 proyectos de innovación, un proceso que ha destacado una forma efectiva de relaciones Empresa-Academia y la importancia de lo interdisciplinario e intercultural en el establecimiento de redes internacionales (Aguilar & García, 2017). El equipo abordó una declaración del problema definida por el socio corporativo PUJ-Cali, una institución dirigida por la Compañía de Jesús con más de 400 años de experiencia educativa en Colombia. Como entidad, se enfoca en la formación integral de personas que se destacan por sus altas calificaciones humanas, éticas, académicas y profesionales, así como por su responsabilidad social; y en la creación y desarrollo de conocimiento y cultura desde una perspectiva crítica e innovadora, para alcanzar una sociedad justa, sostenible, inclusiva, democrática, solidaria y respetuosa de la dignidad humana (PUJ, 2013). Como parte de la misión del patrocinador y bajo la convicción de que “la educación es clave para transformar el mundo” (PUJ, 2023), la PUJ-Cali dirige su atención a América Latina y a la baja tasa de estudiantes que se gradúan de carreras de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, también conocidas como STEM (Zilberman, 2021). Un problema apremiante, teniendo en cuenta que en las últimas décadas esta línea de trabajo ha generado una creciente y amplia demanda en el mercado laboral (UNESCO, 2020). Con esta preocupación, la PUJ-Cali e ISDI se unen para abordar un problema real relacionado con la educación STEM en la ciudad de Cali, Colombia. El desafío planteado por Luis Tobón, enlace de la PUJ-Cali y Director del Programa de Ingeniería Eléctrica, consiste en: “Aumentar la pasión por la Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM) en niños de entre 8 y 16 años de colegios de Cali, considerando el bajo desempeño en pruebas internacionales (PISA) y la reducción de estudiantes universitarios en estas áreas”.
Application of data augmentation methods in transfer learning algorithms to identify amphibian species in bioacoustic signals
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Melo Ordóñez, Adriana Lucía; Tobón Llano, Luis Eduardo
El calentamiento global y sus efectos se han establecido como asuntos importantes en la actualidad. Las consecuencias y evidencias del cambio climático deberían representar la urgencia de medidas más estrictas para prevenir secuelas irreversibles. De esta manera, es crucial reunir evidencia que corrobore el grado de efecto del calentamiento global, y el Monitoreo Acústico Pasivo, PAM en inglés, es un método para cumplir este objetivo. PAM puede supervisar especies que se encuentran en riesgo de extinción y que también son especialmente sensibles a los cambios de temperatura como es el caso de los anuros. Consecuentemente, estas especies son fundamentales en determinar el impacto del calentamiento global y la escala de urgencia para abordarlo. El estudio y supervisión de señales, reunidos de la aplicación de PAM, puede implicar un desafío debido a la extensa cantidad de horas de datos que se necesitan analizar, lo que puede ser una tarea demandante y que consume mucho tiempo. Entonces, el uso de Machine Learning aparece como una herramienta efectiva para automatizar la identificación de señales bioacústicas y facilitar su estudio. Sin embargo, con el fin de alcanzar resultados excepcionales con algoritmos de Machine Learning se requieren una cantidad de datos considerable, la cual no siempre puede estar disponible. Con el objeto de afrontar la falta de datos y mejorar el desempeño de los algoritmos, técnicas como la aumentación de datos y el aprendizaje por transferencia han sido desarrolladas. Este trabajo de grado pretende probar la eficacia de estas dos técnicas para clasificar espectrogramas multi-etiqueta generados de llamados de especies de anuros. Los experimentos involucraron comparar el desempeño de tres arquitecturas de redes neuronales convolucionales (ResNet, VGG y EfficientNet) en dos bases de datos. Los experimentos concluyeron que EfficientNet obtuvo los resultados más significativos, consiguiendo en promedio un F1-score de 0.83 cuando se usó junto con la aumentación de datos y el aprendizaje por transferencia.
Diseño de un sistema de control para la automatización del proceso de formulado y mezclado de jabones artesanales
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Montoya Jaramillo, Juan Camilo; Rodríguez Bejarano, Sergio Alejandro; Contreras Pérez, Juan David
Con el propósito de impulsar pequeños negocios de jabones y otros productos similares, este proyecto propone el diseño, simulación y análisis de un sistema de control para una máquina de formulado y producción de jabones que permita automatizar todo el proceso de saponificación y, a la vez, mantener la temperatura, consistencia y pH en rangos ideales para la producción. Este proceso se inicia al reconocer las diferentes variables que se deben controlar, y detallar los diferentes métodos que se pueden implementar para poder controlar dichas variables en el modelo virtual. Seguidamente, se plantea un diseño de la arquitectura de control, seleccionando el controlador y todos los elementos de instrumentación industrial que permitan tanto actuar sobre las variables a controlar, como obtener una realimentación de estas. Posteriormente, se desarrolla el software de control a partir de los lenguajes de la norma IEC 61131-3, a la vez que se integra una interfaz hombre-máquina donde se desarrolla un sistema de formulación y recetas. Este sistema propuesto es evaluado y depurado en un entorno de simulación para poder facilitar posibles futuras aplicaciones del diseño a implementar. Adicionalmente, se plantea hacer un análisis de rentabilidad para comprobar que dicho sistema de control será efectivo al aumentar las ganancias de pequeñas empresas.
Graph learning approach based on signal representation methods for multispectral image fusion and change detection
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Alvear Muñoz, Juan Carlos; Quintero Olaya, David Alfredo; Benítez Restrepo, Hernán Darío; Jiménez Sierra, David Alejandro
Los gráficos son una herramienta matemática ampliamente utilizada para representar varios tipos de datos involucrados en un determinado proceso y las relaciones existentes entre ellos capturando la estructura y comportamiento del proceso. Se utilizan en aplicaciones como el modelado de la propagación de enfermedades en una población, transacciones financieras, redes de sensores y teledetección. Una de las aplicaciones novedosas que están en continuo desarrollo en teledetección, específicamente en detección de cambios, es el modelo de última generación basado en gráficos de fusión para detección de cambios (GBF-CD), en el que los autores utilizan gráficos para representar la Imágenes previas y posteriores al evento. Este modelo utiliza un núcleo gaussiano en la etapa de aprendizaje de gráficos, que pasa por alto una estructura de datos subyacente específica. Los modelos de aprendizaje de gráficos se basan en estadísticas, física o representación de señales. En esta investigación, utilizamos modelos basados en la representación de señales, es decir, suavidad de la señal y filtrado espectral, para la etapa de aprendizaje del gráfico GBF-CD con el fin de mejorar el rendimiento del modelo en métricas como: alarmas perdidas, falsas alarmas, precisión, recuperación, Cohen. kappa, error general y tiempo de ejecución. Además de modificar la etapa de aprendizaje de gráficos, en este nuevo modelo aplicamos la segmentación de corte de gráficos en lugar de la extensión de Nyström para reducir la complejidad computacional. Realizamos pruebas en 14 conjuntos de datos de casos reales de imágenes multiespectrales, incluidas algunas adquisiciones multimodales de desastres naturales. Nuestro modelo propuesto supera el rendimiento del modelo GBF-CD en 9 de 14 conjuntos de datos.
Evaluation of no-reference quality prediction metrics in videos impaired by authentic distortions
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Ledesma Mazuera, José Alejandro; Torres Morón, Stidl Alfonso; Benítez Restrepo, Hernán Darío; Gómez Nieto, Roger Alfonso
Los sistemas de hardware y procesamiento de vídeo digital pueden introducir distorsiones en la señal de vídeo durante el proceso de captura. La evaluación de la calidad del vídeo (VQA) es clave factor en el éxito de un sistema o servicio multimedia, cuyo objetivo es hacer que la Calidad de la experiencia percibida por el usuario aceptable. Por este motivo, en los últimos años se ha acelerado considerablemente el estudio y desarrollo de los sistemas automáticos. métodos objetivos que cuantifican con precisión el impacto de las distorsiones visuales en la percepción sin tener como referencia el vídeo original. Verificación de no referencia. Los algoritmos de calidad de video requieren bases de datos realistas de video distorsionado y humanos. Juicios de estos. Sin embargo, la calidad de la mayoría de los vídeos actualmente disponibles públicamente Las bases de datos se han creado en condiciones altamente controladas utilizando distorsiones simuladas (artificiales) y posteriores a la captura en vídeo de alta calidad. Esta situación motiva nos permitió llevar a cabo este proyecto, en el que evaluamos métricas sin referencia de última generación como FRIQUEE, QAWV, BRISQUE, NIQE, NSTSS y TLVQM en bases de datos de video auténticamente distorsionadas como KoNViD-1k. LIVE-Qualcomm y LIVE Desafío de calidad de video (VQC). Además, evaluamos un séptimo algoritmo VIIDEO y un cuarto CVD201.
Producto para apoyo en la comunicación en personas con parálisis cerebral mayores de cinco años con movilidad funcional en sus miembros superiores, capacidad de sostener el cuello y déficit cognitivo leve, moderada o severa
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Bolaños Díaz, Anyela Daniela; Mazuera Manzano, María Valentina; Aguilar Zambrano, Jaime Alberto
En este trabajo se diseñó e implementó un prototipo de un dispositivo de apoyo para mejorar la comunicación de personas mayores de cinco años con parálisis cerebral con movilidad funcional en sus miembros superiores, capacidad de sostener el cuello y déficit cognitivo leve, moderado o severo en el centro de Neurorrehabilitación SURGIR de la ciudad de Cali. Este prototipo suple las necesidades de comunicación que tienen las personas con su entorno y la dependencia que estas tienen, a sus cuidadores o familiares. Por esta razón, se presenta una aplicación integrada con un Hardware, prototipo que surgió de los resultados de la técnica TRIZ, permitiendo innovar a partir de los requerimientos funcionales que se generan.
Diseño de un sistema de medición, monitoreo y control del consumo eléctrico en un hogar en Colombia
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Contreras Rojas, Michel Daniela; Pantoja Zapata, Francisco José; Giraldo Castañeda, Carlos Andrés
En la actualidad, la eficiencia energética juega un papel fundamental, pues es evidente que el aumento en las demandas energéticas genera consecuencias directas sobre el medio ambiente y sobre la economía de las personas. Aunque esto es un panorama a nivel mundial, Colombia sigue la tendencia, debido al crecimiento de la población, el desarrollo industrial y la creciente dependencia de dispositivos electrónicos, electrodomésticos, entre otros. Así, a medida que la población continúa adoptando tecnologías modernas y electrodomésticos más avanzados, la necesidad de una gestión inteligente del consumo eléctrico se vuelve urgente. Aunque se han implementado esfuerzos para promover la eficiencia energética a nivel gubernamental y empresarial, la falta de conciencia y control sobre el consumo eléctrico a nivel individual ha sido un obstáculo para lograr avances más importantes. De esa manera, las soluciones presentes en el mercado se usan como una herramienta de visualización y no de gestión. Por lo anterior, es necesario contar con innovaciones que se alineen con los objetivos del gobierno nacional en términos de eficiencia energética, que sean asequibles y que representen un beneficio monetario en el consumo final de los usuarios. Por lo tanto, en este proyecto se propone diseñar e implementar un prototipo de sistema de medición remota de variables eléctricas en un hogar, con el fin de caracterizar y optimizar el consumo eléctrico, promoviendo el uso racional y eficiente de la energía en el sector residencial de Colombia. De esta forma, se diseñan varios prototipos funcionales para medir las variables eléctricas en el sector residencial, con el fin de presentar los datos recolectados en una interfaz web, en donde el usuario puede observar el consumo de la energía, además de gestionar la conexión de los dispositivos enchufados a la red eléctrica. Con la implementación de la solución propuesta, se realiza un análisis de las mediciones en la interfaz web y se logra identificar varios problemas, tales como los malos hábitos en la gestión energética, complicaciones en los conectores eléctricos y dispositivos antiguos con sobreconsumo. Finalmente, con esta información, se crea un plan de acción para mejorar el consumo eléctrico en el hogar, que al final se traduce en un ahorro monetario para los habitantes de la vivienda.
Estudio de tintas conductoras a base de carbono para la fabricación de sensores flexibles a bajo costo
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Pizarro Perdomo, Isabella; De la Roche Yepes, Jhonattan
Los sensores flexibles son dispositivos electrónicos que utilizan tintas conductoras aplicadas sobre sustratos como papel o plástico, permitiéndoles adaptarse a superficies irregulares y doblarse sin perder funcionalidad. Estas tintas generalmente contienen materiales conductores como metales o carbono, junto con un aglutinante y un solvente. No obstante, suelen ser costosas o difíciles de adquirir, al igual que las técnicas de impresión que requieren equipos sofisticados. En esta investigación, se diseñaron tintas conductoras a base de carbono para desarrollar sensores flexibles de bajo costo utilizando materiales accesibles. Estas tintas se formularon con grafito en polvo y negro de humo, usando barniz vitral como aglutinante, y se aplicaron sobre poliéster mediante serigrafía, una técnica económica y sencilla. Para evaluar las tintas conductoras, se realizaron diversas pruebas. Se llevaron a cabo pruebas eléctricas utilizando la técnica de cuatro puntas para medir resistividad, y la resistencia se midió con un multímetro. Se caracterizaron las propiedades de la estructura cristalina y morfológica mediante espectroscopía Raman y microscopía electrónica de barrido (SEM), y se realizó una prueba de adhesión conforme a la norma ASTM F1842. Además, se probó su rendimiento en un sensor electroquímico, obteniendo resultados dentro de los parámetros operativos. Finalmente, se validó su funcionamiento comparando los resultados con una tinta comercial, con el objetivo de alcanzar valores similares y un comportamiento equiparable al de un sensor comercial.
Sistema de monitoreo para la planta de tratamiento de agua potable de la PUJC
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Ortega Pabón, Víctor Manuel; Tamura Morimitsu, Eugenio
Las producciones de diferente índole implican una serie de procedimientos, normativas, buenas prácticas, entre otras definiciones que a lo largo del tiempo se han desarrollado para obtener mejores resultados. En específico, en las plantas de tratamiento de agua potable es de vital importancia llevar un registro de algunas variables como turbiedad, pH, cloro o flujo, entre otras variables y atributos de las mismas que intervienen en la calidad del agua por el tipo de planta en el cual se aplica; en este caso, el método de Filtración por Múltiples Etapas (FiME). Por estas razones y los beneficios que brinda un sistema de monitoreo, como la trazabilidad del proceso, la ayuda en la toma de decisiones, la optimización de los procesos por medio de los datos generados y otros posibles beneficios, se propone el sistema de monitoreo y toma de datos para la planta de tratamiento de agua potable de la Pontificia Universidad Javeriana - Cali, ubicada en el Departamento del Valle del Cauca, enfatizando en el planteamiento de una arquitectura por medio del protocolo MQTT (Message Queue Telemetry Transport). El proyecto está enmarcado en el Objetivo 6 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos). Se realizó usando notaciones estándar, herramientas para su cumplimiento, normas sanitarias y técnicas, tanto para la selección de componentes, como en el diseño y desarrollo en diferentes plataformas Open Source de manera que el resultado es un sistema estándar, escalable y personalizable. Gracias a lo anterior, el sistema puede adaptarse a diferentes protocolos y contextos de acuerdo a las necesidades de otras plantas de tratamiento de agua potable.
Integración de una interfaz tangible conformada por elementos en un sistema interactivo que permita comunicar información visual y auditiva del mono tití a través de la narrativa
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Quinto Vidal, Valeria; Velásquez Malvehy, Andrés; Navarro Newball, Andrés Adolfo
El objetivo del presente trabajo es el diseño e implementación de una interfaz tangible orientada a personas con limitaciones visuales o auditivas. Esta interfaz aumentada se desarrolla empleando de una narrativa interactiva del mono titi en la que el usuario tendrá una experiencia con elementos característicos de la especie. Este trabajo integra como elemento tangible un rompecabezas y con el diseño de un algoritmo de armado del rompecabezas, siguiendo la idea de un árbol de juegos. La aplicación implementada en un motor de videojuegos, tiene el potencial que la persona aprenda del mono titi de una manera entretenida e inclusiva.
Sistema de parqueo de bicicletas Bistander
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Castaño Calderón, Nicolás; Jordan Lopera, Gabriel; Martínez Álvarez, Alexánder
Los parqueaderos de bicicletas públicos, al igual que los parqueaderos que se encuentran en el campus de la Universidad Javeriana, suelen contar con una seguridad deficiente, al asegurar solo una parte de la bicicleta o necesitar de implementos propios del dueño de dicha bicicleta para asegurarla (cadenas, candados, entre otros). Esto motiva la realización de un parqueadero que integre estas funciones y logre un objetivo, el cual es ser más seguro que alternativas tradicionales. En el presente trabajo de grado se expone el desarrollo del parqueadero Bistander, explicando paso a paso el diseño, componentes y código que se requirieron para llegar a un prototipo, en el cual encontramos un sistema que integra un factor de seguridad física, así como seguridad informática, a partir de la incorporación de diferentes componentes que conforman una estructura que asegura dos partes vitales de una bicicleta, el marco y la rueda, e incluye alertas en forma de notificaciones que surgen de la aplicación y van dirigidas a los usuarios. Al integrar dos tipos diferentes de seguridad, se logra un sistema con posibilidades de mira al mercado, y mucho más eficiente; la unión de la seguridad cibernética junto con la seguridad física, permiten proteger tanto la bicicleta (propiedad tangible) como la información de quien crea la cuenta (propiedad intangible). Con estos desarrollos, se desafía el paradigma actual colombiano, donde la existencia de parqueaderos públicos es muy reducida, inspirado en gran parte por la alta inseguridad. El resultado es un prototipo con una aplicación funcional, en el cual se logran identificar desarrollos de electrónica sobre un parqueadero que tiene características mecánicas diferenciales, como el aseguramiento de diferentes partes de la bicicleta; sin embargo, se requiere de un estudio de materiales posterior y perfeccionamiento del sistema mecánico para resistir intentos de robo.
Performance evaluation of multi-label classification models for the automated classification of anuran calls in audio recordings
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Hernández Mera, Michael; De Valdenebro Herrera, Juan Sebastián; Benítez Restrepo, Hernán Darío
Este proyecto de grado tiene como objetivo utilizar modelos de redes neuronales convolucionales (CNN) preentrenados para identificar tres especies diferentes de Anuros por sonido en una representación de tiempo-frecuencia. Las especies seleccionadas son: Boana albopunctata, Physalaemus cuvieri, y Boana lundii. Además, se analizó el rendimiento de diversos modelos y técnicas de aumentación de datos, para lograr una correcta clasificación multi-etiqueta, y las mejores prácticas para el procesamiento de audio, clasificación y automatización para las señales de sonido de los anfibios y también se discuten algunas referencias a las limitaciones asociadas con el monitoreo acústico de los anfibios y otras especies. El diseño metodológico del proyecto se dividió en cuatro etapas: preprocesamiento, aumento de datos, entrenamiento del modelo y evaluación del rendimiento de los modelos entrenados. El núcleo del proyecto se desarrolló en Python, para la etapa de preprocesamiento de datos en este proyecto se diseñó un “pipeline” para procesar los datos crudos proporcionados por el Instituto Humboldt y consistió en recortar los archivos de audio, generar espectrogramas, y fusionarlos con las anotaciones para devolver un conjunto de datos bien estructurados para el entrenamiento, en la etapa de aumento de datos las técnicas utilizadas fueron técnicas de estiramiento de tiempo, enmascaramiento de tiempo y enmascaramiento de frecuencia, por último, la fase de evaluación del rendimiento se realizó extrayendo de los modelos entrenados ( MobileNet, DenseNet121, InceptionV3 y Resnet50) la métrica de desempeño F1 utilizando un 30% del conjunto de datos no aumentado aislado del proceso de entrenamiento y comparando el rendimiento de cada modelo. Se realizaron tres experimentos, variando los hiperparámetros y la arquitectura, y utilizando diferentes conjuntos de datos. Se seleccionaron los mejores modelos en función de su rendimiento. Los mejores modelos (MobileNet con 1 FC Layer, DenseNet con 1 FC Layer, InceptionV3 con 2 FC Layer) alcanzó un desempeño F1 medio del 81% para la clasificación multi-etiqueta de las tres diferentes especies mencionadas anteriormente.
Aumento del área de cobertura de la señal telefónica en Zacarías Rio Dagua con base en el modelo de propagación de tierra plana
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Baldón Martínez, Daniel; Aragón Mondragón, Mauricio; Giraldo Castañeda, Carlos Andrés
En este documento se presenta el diseño de un sistema de radiocomunicación para mejorar el área de cobertura de la señal telefónica en Zacarías Río Dagua. Se trabajó con el modelo de propagación en el espacio libre, el modelo de propagación en tierra plana y el modelo energético de un sistema de radiocomunicación, teniendo en cuenta las pérdidas de potencia producidas por la atenuación de acuerdo al tipo de suelo y la atenuación debida a la vegetación del lugar. Con estos modelos, las atenuaciones y una toma de datos realizada para conocer el estado de la señal en Zacarías Río Dagua, se logró efectuar una caracterización de la cobertura de la señal presente en la zona, también, se establecieron las principales características de dicho entorno, lo que permitió definir los elementos que compondrían el sistema. Finalmente, se evaluó el funcionamiento del sistema en campo y en Matlab por medio de la ejecución de un código diseñado con base en los modelos de propagación. De igual manera, se hizo la comparación con dos modelos probabilísticos, como también, la comparación del antes y el después de implementar el sistema.
Design and implementation of thermal measurement device to calculate thermal loads of a vis-type house
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Quintero Cerón, Martín; Ramírez Duque, José Luis
Aprendizaje de máquina aplicado a un proceso de clasificación para un robot colaborativo
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Delgado Giraldo, María de los Ángeles; Penagos Angrino, Juan Felipe; Martínez Álvarez, Alexánder
Se desarrolló un sistema basado en redes neuronales artificiales (RNA), el cual permite el aprendizaje y la ejecución de una tarea de clasificación de objetos cúbicos por color al robot colaborativo UR3 mediante interacción multimodal comandada por gestos y voz. Las pruebas se realizaron con siete sujetos de prueba a los cuales inicialmente se les realizó una encuesta para identificar el nivel de conocimiento en robótica e interacción multimodal. Posteriormente, se les explicó cuáles eran las diferentes formas para enseñarle al robot la tarea de clasificación por color de objetos cúbicos. Finalmente, se ejecutaron las pruebas en dos formatos; cuantitativas y cualitativas. Las pruebas cuantitativas evaluaron 588 interacciones verbales, 21 comandos de voz, 252 interacciones gestuales, 63 interacciones multimodales y 63 clasificaciones por color de objetos cúbicos, obteniendo un total de acierto del 94.86% para comandos multimodales, un 96.83% para comandos de voz, un 80.95% para los comandos multimodales y 100% para las clasificaciones por color de objetos cúbicos. Las pruebas cualitativas se realizaron mediante una encuesta de cinco preguntas evaluada con una escala likert, consultando a los usuarios sobre su experiencia respecto al desempeño de las interacciones verbales, gestuales, multimodales, realimentación y clasificación. Las encuestas mostraron una alta satisfacción sobre la arquitectura propuesta durante la interacción del usuario con el robot.

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