Andres Fernando Restrepo Alvarez

En este artículo se presenta el dimensionamiento de un sistema agrovoltaico para un cultivo de ají, adaptado a las condiciones climáticas y edafológicas del cabildo indígena Zenú en el departamento de Bolívar. El dimensionamiento del sistema agrovoltaico parte de conceptos de ingeniería aplicada en la generación y gestión de energía a partir de paneles fotovoltaicos, así como el aprovechamiento en el uso del suelo en actividades agrícolas. En este contexto, la región Caribe, y particularmente el departamento de Bolívar, representa un área de alto potencial para el aprovechamiento de la energía solar, gracias a su elevada radiación diaria promedio. El diseño considera parámetros técnicos clave como la altura y distancia entre paneles solares, con el fin de minimizar el efecto de sombreado sobre el cultivo y asegurar niveles adecuados de radiación solar para su desarrollo. A través de herramientas de simulación, se modela la distribución de la radiación en distintas horas del día y meses del año, lo que permite optimizar el rendimiento tanto del sistema fotovoltaico como del cultivo agrícola. Los resultados permiten establecer una configuración adecuada del sistema agrovoltaico, en términos de eficiencia energética y compatibilidad agronómica, promoviendo el uso sostenible de los recursos y el fortalecimiento de la autonomía energética y alimentaria de comunidades rurales. Esta propuesta contribuye a la transición energética del país, al mismo tiempo que ofrece una alternativa viable para mejorar las condiciones de vida y producción en sectores históricamente marginados del sistema eléctrico nacional, no solo para el uso de la energía eléctrica en actividades agrícolas, sino también en el cubrimiento de necesidades básicas como la iluminación, conservación de alimentos, entre otras.

En Colombia un gran número de familias viven en condiciones de necesidades básicas insatisfechas, en particular, aquellas que se derivan de la ausencia o discontinuidad del servicio de energía eléctrica. El proyecto desarrollado alrededor de esta situación presta especial atención a la iluminación y cómo su ausencia o presencia intermitente modifica los hábitos dentro del hogar en las zonas no interconectadas (ZNI). Estas ZNI son clasificadas por el Gobierno nacional como áreas del territorio quepor su lejanía de los principales cascos urbanos o las dificultades topográficas locales, están fuera del sistema nacional de tendido eléctrico. Se reportan los resultados del trabajo de campo con familias en diferentes ZNI con características geográficas variadas; con base en estos testimonios y experiencias, además de la revisión de propuestas de diseño existentes, se establecen tanto los requerimientos y las determinantes como las cualidades y características que debe tener una propuesta adaptada a los usos, costumbres y condiciones en estos territorios en Colombia, fomentando al mismo tiempo una relación no destructiva con el ecosistema en las ZNI. De este modo se sientan las bases para el desarrollo de propuestas de diseño para la iluminación en los hogares de las ZNI que permitan construir hábitos saludables, satisfacer necesidades básicas y mejorar sus condiciones de vida.

This paper presents a comparative study of the magnetic field homogeneity for circular, square and equilateral triangular Helmholtz coils that includes a power consumption analysis. The magnetic field distribution is obtained using the Biot-Savart law, furthermore a Taylor series approximation is performed in order to obtain simple mathematical expressions that relate the area, with uniform magnetic field, to the length of the different coils. For the analysis of magnetic field homogeneity and power consumption, two scenarios were considered: by taking the radius of the circular coil equal to half of the side length of the square and equilateral triangular coils and then equating the perimeters of all of them. Therefore, computational models are constructed and simulated using finite element software in order to validate the calculated results of the magnetic field distribution and the experimental tests of each geometry considering equal perimeters. The results show that the circular geometry has the highest magnetic field homogeneity compared to other Helmholtz coil geometries with the same perimeter.

A simple geomagnetic field compensation system for uniform magnetic field applications

This article presents the preliminary results obtained from an earlier publication of a design study performed to integrate a cellular culture bioreactor along with an external magnetic stimulation system, which was aimed at creating ideal environmental conditions that allowed for cellular culture and cellular tissue growth to take place in three dimensions, under a sterile environment favorable for the development of bioorganic grafts which were exposed to controlled electromagnetic fields. Cellular tissue was used from cellular lines of Normal Human Skin Fibroblast (NHSF) and was seeded on bio-synthetic scaffolds synthesized from polylactic acid (PLA) and Chitosan mixtures. The cellular tissue covered scaffold was then introduced into the cellular culture bioreactor, subsequently it was filled with cellular culture medium and put under dynamic flow conditions in while at the same time using the external magnetic stimulation system to irradiate the cellular tissue with controlled magnetic fields. The results present static tests of cell growth where the maximum change in growth was after 48 hours when the cells were exposed to a 1 mT, 60 Hz magnetic field; they proliferated at a rate of 52% without Chitosan, 75% with Chitosan and 53% under dynamic flow versus the non-exposed cellular tissue. These results have allowed us to continue our experimentation techniques to evaluate changes in 3-dimensional growth of magnetically stimulated tissues under dynamic flow.

Se presenta una metodología de diseño e implementación de un sistema para generación de campos magnéticos uniformes de baja magnitud y frecuencia, sobre un volumen específico utilizando una bobina Helmholtz cuadrada tri-axial. El procedimiento de diseño se basa en conceptos teóricos y simulaciones a partir de expresiones matemáticas simples que relacionan el área, con campo magnético uniforme, con la longitud de las bobinas. Además, se conotruye el modelo computacional y se simula usando software de elementos finitos. Se observa que los resultados teóricos son consistentes con los resultados del modelo de simulación y las pruebas mediante medición de campo magnético. Se concluye que la metodología de diseño permite establecer un procedimiento simplificado y repetible, para obtener campo magnético uniforme en un volumen de trabajo adecuado para realizar estudios in-vitro o in-vivo.

This paper presents an analysis of magnetic field homogeneity of square and circular Helmholtz coils pairs. The analysis is based on the Bio-Savart law for which it performs a Taylor series approximation for the magnetic field at a point on the axis of symmetry, finding an approximate expression of the homogeneity with respect to the parameter radius / length. Finally, a computational model is performed in COMSOL and comparing the magnetic field distribution for both geometries.

En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un juego de ping-pong sobre una matriz de LED’s 7x5 basado en un sistema microcontrolado. Su ejecución involucra todos los procesos típicos en la lógica del desarrollo de software, lo que hace que esta aplicación sea considerada como una herramienta pedagógica para la enseñanza de contenidos básicos de programación. Se presenta el diseño desde la óptica de la ingeniería, se detalla el diagrama de las diferentes etapas del sistema y la estructura del algoritmo implementado en el microcontrolador. La aplicación permite incrementar la complejidad de programación conforme aumentan las condiciones y restricciones de funcionamiento, generando mayor capacidad de análisis y alternativas de solución.