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Identificación de patrones de flujo bifásico en tuberías verticales mediante redes neuronales transformadoras
(Facultad ingenierías, 2024-01-18)El sector del petróleo y el gas adopta constantemente tecnologías innovadoras debido a los elevados costes asociados al transporte de hidrocarburos, a los problemas de corrosión de los oleoductos y a la necesidad de comprender mejor las características del flujo bifásico. Estas soluciones implican la implementación de modelos predictivos que utilizan redes neuronales. En este trabajo de investigación, se ha recopilado meticulosamente una base de datos exhaustiva que comprende 4864 puntos de datos, con información relativa a las propiedades del flujo bifásico de petróleo y agua en oleoductos ... -
Identificación de patrones de flujo bifásico de petróleo y agua en tuberías verticales mediante redes de memoria a corto y largo plazo
(Facultad ingenierías, 2024-02-12)Accurate biphasic flow pattern recognition is essential in the design of coatings for the oil and gas sector because it enables engineers to create materials that are tailored to specific flow conditions. This results in enhanced corrosion protection, erosion resistance, flow efficiency, and overall performance of equipment and infrastructure in the challenging environments of the oil and gas industry. The development of flow maps has been based on empirical correlations that incorpórate characteristics such as superficial velocities, volume fractions, and physical properties such as the density ... -
Aplicación de redes neuronales Transformer para la clasificación de patrones de flujo bifásico de petróleo y agua en tuberías horizontales
(Facultad ingenierías, 2026-01-07)La identificación de los patrones de flujo en sistemas multifásicos es fundamental en la ingeniería de producción de hidrocarburos, ya que determinan el comportamiento del transporte de petróleo crudo a través de oleoductos y tuberías de flujo en los yacimientos petrolíferos. La clasificación adecuada de estos patrones contribuye a mejorar el diseño hidráulico, a la selección óptima de los equipos de separación y a estrategias de operación de campo eficaces. Este estudio propone un modelo basado en una red neuronal Transformer para identificar patrones de flujo en sistemas bifásicos líquido-líquido ... -
Técnica de aprendizaje automático para la identificación de patrones de flujo bifásico (aceite-agua) en tuberías
(Facultad ingenierías, 2025-07-09)Este estudio desarrolla un modelo robusto de aprendizaje automático basado en redes neuronales artificiales para clasificar seis patrones de flujo en el flujo bifásico de petróleo y agua dentro de tuberías horizontales, un aspecto clave para garantizar la eficiencia operativa, la integridad y un diseño rentable en la industria del petróleo y el gas. Se recopiló una base de datos compuesta por 1.846 puntos de datos experimentales a partir de la bibliografía, que abarcaba diversas condiciones de funcionamiento, incluidas las propiedades de los fluidos, las velocidades superficiales y los diámetros ... -
Estudio experimental sobre el flujo de gas denso y petróleo en tuberías horizontales y ligeramente inclinadas hacia arriba
(2025-10-08)Las altas presiones, las temperaturas críticas y las elevadas concentraciones de CO₂ en los yacimientos marinos ultraprofundos dan lugar a la formación de gases densos dentro de los sistemas de producción. Estas condiciones dan lugar a un flujo bifásico con gas denso, un fenómeno que aún no se comprende bien, especialmente en condiciones de ligera inclinación. Este estudio presenta una exhaustiva investigación experimental de dicho flujo utilizando hexafluoruro de azufre (SF₆) y aceite mineral en una tubería de 2 pulgadas. Se obtuvieron un total de 158 puntos de datos en condiciones controladas ... -
Reconocimiento de patrones de flujo bifásico gas/líquido denso mediante redes neuronales convolucionales y aprendizaje por transferencia.
(Facultad ingenierías, 2025-10-08)La identificación precisa de los patrones de flujo bifásico de gas denso y líquido es esencial en los sistemas de transporte de fluidos por tuberías y en las operaciones de los pozos petrolíferos. Sin embargo, los métodos convencionales para clasificar estos patrones se basan principalmente en la observación visual directa y en sensores instalados en el sistema. Este estudio presenta un enfoque innovador para el reconocimiento de patrones de flujo, basado en algoritmos de redes neuronales convolucionales (CNN) modificadas y en el aprendizaje por transferencia basado en técnicas de regularización, ... -
Estudio experimental sobre el fenómeno de retención y el patrón de flujo de pseudo-slug en un flujo de gas denso y líquido en conductos horizontales y ligeramente inclinados
(Facultad ingenierías, 2026-02-21)La formación de gases densos viene determinada por altas presiones, temperaturas críticas y un elevado contenido de CO₂, condiciones características de entornos de producción en aguas ultraprofundas, como el presal brasileño. Este estudio presenta una investigación experimental sobre el flujo bifásico de gas denso y líquido en conductos horizontales y ligeramente inclinados hacia arriba, en condiciones hidrodinámicas representativas de estos escenarios. Debido a la falta de datos experimentales en tales regímenes, la precisión de los modelos predictivos existentes sigue siendo limitada, lo que ... -
Estudio de los fluidos aceite-agua a través del sensor basado en la permitividad eléctrica del patrón de fluido
(Facultad ingenierías, 2020-06-01)Un sensor basado en la permitividad eléctrica del fluido fue usado para análisis de las tomografías en los diferentes patrones que se presentan en flujo multifase aceite y agua (Liquido-Liquido). El estudio experimental fue realizado en un tubo de vidrio borosilicato de 25,4 [mm] de diámetro interno y 12 [m] de longitud. El sensor está formado por una malla de alambre con dos planos de 8 x 8 hilos, llamado sensor de malla de alambre (WMS). Los experimentos fueron efectuados con dos viscosidades diferentes de aceite, una con 200 [cP] y otra de 60 [cP] a 860 [kg / m3]de densidad con el tubo ... -
Determinación de la velocidad de combustión laminar de llamas de metano/aire en ambientes subatómicos
(Facultad ingenierías, 2021-07-23)La demanda energética global potencia los beneficios ambientales y operacionales del gas natural como alternativa energética, debido a su composición, principalmente metano (CH4), presenta bajas emisiones contaminantes y beneficios en los sistemas energéticos y de combustión. En el presente trabajo se determinó numérica y experimentalmente la velocidad de combustión laminar del metano a dos condiciones de presión, 0,85 atm y 0,98 atm, correspondientes a la ciudad de Medellín y Caucasia, respectivamente, ubicadas en Colombia. Las condiciones ambientales fueron 0,85 atm, 0,98 atm y 295±1 K. Se ... -
Un sistema de aprovechamiento de energía termoeléctrica con refrigeración pasiva para sensores IoT de exterior
(Facultad ingenierías, 2020-06-01)Este artículo presenta un sensor IoT energéticamente autónomo alimentado mediante recolección termoeléctrica. El funcionamiento de la recolección térmica se basa en mantener un gradiente de temperatura de al menos 26,31 K entre los lados del generador termoeléctrico. Mientras que el lado caliente emplea una placa metálica, el lado frío está fijado con un material de cambio de fase que actúa como un disipador pasivo eficaz. El gradiente de temperatura deseado permite alcanzar eficiencias de conversión de energía de aproximadamente el 26,43 %, sin las reducciones de eficiencia asociadas al ... -
Identificación del patrón de flujo de líquidos (petróleo y agua) en tuberías verticales mediante técnicas de aprendizaje automático
(Facultad ingenierías, 2022-10-08)Dada la importancia del control de procesos en la industria petroquímica, existe la necesidad de determinar el comportamiento de los fluidos al interior de las tuberías. En este trabajo se desarrolla una metodología para la identificación de patrones de flujo en tuberías verticales con diámetros entre 0,01 m y 0,10 m, a partir de la implementación de técnicas de inteligencia artificial, para una combinación líquida de dos fases compuesta por petróleo con viscosidad en el rango de 792 Kg/m3 a 1823 Kg/m3 y agua a temperatura ambiente. Los modelos predictivos generados en la estructuración de la ... -
Silla de ruedas eléctrica a escala controlada por señales electrooculográficas
(Facultad ingenierías, 2022-06-01)Las señales electrooculográficas o EOG son ampliamente utilizadas para desarrollar equipos robóticos para atender a personas que han perdido parcial o totalmente la funcionalidad de uno o varios miembros de su cuerpo debido a enfermedades neurodegenerativas como la Esclerosis Lateral Amiotrófica o accidentes graves. Estas señales se aplican en el control de brazos robóticos, juegos serios, sillas de ruedas robóticas, entre otros. Asimismo, estas señales requieren circuitos electrónicos especializados para su amplificación y filtrado, además de requerir un microcontrolador para su procesamiento. ... -
Modelo predictivo para el cálculo de la fracción volumétrica de un flujo bifásico agua-aceite en la horizontal utilizando una red neuronal artificial
(Facultad ingenierías, 2022-05-12)Este artículo presenta la aplicación de una red neuronal artificial (RNA) para el desarrollo de un modelo capaz de predecir la fracción volumétrica de un flujo bifásico compuesto por agua y aceite mineral en una tubería horizontal. Se utilizan las velocidades superficiales de cada fluido y el diferencial de presión en la tubería como parámetros de entrada de la red neuronal artificial multicapa con retropropagación, mientras que la fracción volumétrica de los fluidos se utiliza como parámetro de salida en el entrenamiento de la misma. Los 56 datos experimentales ... -
Eficiencia energética en aeropuertos de mediana escala: Dos aeropuertos mexicanos como caso de estudio
(Facultad ingenierías, 2024-08-15)Reducir el consumo energético en la operación de aeropuertos se ha identificado como uno de los enfoques para lograr los compromisos de los países en la reducción de sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El primer paso en este enfoque es el desarrollo de un diagnóstico energético. Sin embargo, múltiples aspectos prácticos permanecen sin resolver al aplicar las metodologías existentes para realizar diagnósticos energéticos, especialmente en el caso de aeropuertos de pequeña y mediana escala. Buscando abordar estas cuestiones, este trabajo presenta diagnósticos energéticos de dos ... -
Medición cordal de distribución de fracción de fase de un sistema estático gas-líquido usando densitómetro de rayos-gama colimado y redes neurales artificiales
(Facultad ingenierías, 2024-01-01)Flujos bifásicos ocurren en diversas industrias, destacando la de petróleo y gas. Un densitómetro de rayos-gamma colimado es utilizado para estudiar un sistema estático gas-líquido que simula un flujo bifásico en el patrón estratificado. El equipo se destaca por su capacidad de medición no intrusiva, su alta sensibilidad y su buena resolución espacial. Distribuciones cordales de fracción de fase en un tubo conteniendo agua y aire son presentadas y se varió el nivel de agua entre 25%, 50% y 75%. Se determino a distribución de fracción de fase a lo largo de la sección transversal. ... -
Sistema especializado en identificación de patrones de flujo mediante redes neuronales artificiales
(Facultad ingenierías, 2023-01-16)En este trabajo, se desarrolla una aplicación de inteligencia artificial en la industria del petróleo y gas para identificar patrones de flujo en tuberías horizontales y verticales de flujo bifásico de petróleo y agua, normalizando la información de las palabras y convirtiéndola en valores numéricos mediante el desarrollo de una red neuronal artificial, cuya capa de entrada se compone de las velocidades superficiales de cada fluido, la velocidad de la mezcla, la fracción volumétrica de las sustancias, el diámetro y la inclinación de las tuberías, y la viscosidad del petróleo. La Red Neuronal ... -
Análisis técnico y económico de un sistema solar fotovoltaico en Norte de Santander, Colombia
(Facultad ingenierías, 2022-11-22)La energía solar es el recurso renovable más abundante en la superficie terrestre; mediante sistemas fotovoltaicos se genera electricidad utilizando celdas solares que funcionan a partir de la incidencia de la luz. El objetivo del estudio es desarrollar un análisis técnico-económico para la instalación de un sistema solar fotovoltaico en el municipio de El Zulia, departamento de Norte de Santander, Colombia. Para ello, se toman como referencia diferentes estudios sobre la radiación solar de esta región, registrados durante nueve años, y procesados mediante técnicas estadísticas que sugieren ... -
Sistema de control de iluminación para los galpones avícolas en la granja experimental de la Universidad Francisco de Paula Santander – Ocaña (UFPSO)
(Facultad ingenierías, 2020-08-14)En este documento se plantea un sistema de control en lazo cerrado para la iluminación en un galpón avícola, considerando las condiciones de luminosidad (natural y artificial) presentes en el lugar, así como la cantidad de aves y su distribución en el galpón. Luego de analizar la información obtenida, se desarrolla un sistema de control con ayuda de MatLab para determinar la función de transferencia de segundo orden que rige el comportamiento de la planta y estableciendo una acción proporcional integral y derivativa (PID) que controla el sistema. Por último, se escoge un PLC Simatic S7 1200 ... -
Estudio numérico de la transferencia de calor y la velocidad del flujo de aire en el rendimiento de un freno de disco autoventilado
(Facultad ingenierías, 2021-04-16)En el sistema de frenado, el calor generado por la fricción entre el disco y la pastilla debe disiparse lo más rápido posible. En este trabajo se estudiaron cinco frenos de disco comunes en automoción mediante teorías matemáticas de transferencia de calor y métodos numéricos utilizando el software ANSYS. Además, se realizó una comparación directa entre los valores experimentales, teóricos y de simulación encontrados en la bibliografía abierta para proponer un freno de disco con una geometría mejorada en términos de disipación de la transferencia de calor. Se consideraron los resultados numéricos ... -
Análisis matemático del comportamiento dinámico de tres frenos de disco de motocicletas
(Facultad ingenierías, 2021-10-09)El sistema de frenos de disco se utiliza actualmente en motocicletas debido a su eficiencia en el frenado. Por ello, el objetivo principal de este trabajo fue determinar cálculos matemáticos dinámicos del sistema de frenos de tres discos de freno de distinta cilindrada y, así, analizar su comportamiento para un funcionamiento óptimo en diferentes condiciones. Las geometrías de estos frenos de disco se dibujaron con la ayuda del software de diseño SolidWorks. Los resultados obtenidos muestran que fue posible validar el correcto funcionamiento del sistema de frenos en diferentes condiciones de ...
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