Trabajos de grado Maestría investigativa en Ingeniería Civil

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Patrones espaciales y factores determinantes de la severidad en los siniestros viales en Barranquilla – Colombia
(Universidad del Norte, 2026) García Duarte, Carlos Alfonso
Esta investigación analiza la severidad de los siniestros de tránsito y su caracterización espacial en la ciudad de Barranquilla (Colombia), utilizando información del período 2015-2020. Para este propósito, se estimaron modelos logit ordenado y logit multinomial para identificar la influencia de variables relacionadas con las características del siniestro, las condiciones temporales, el entorno vial y el exceso de velocidad en los niveles de severidad. Posteriormente, se incorporó el análisis espacial mediante los indicadores Gravedad Media Espacial (Grav-Mean) e Índice Local de Moran (LISA I), los cuales se integraron a los modelos econométricos para evaluar la existencia de dependencia espacial y su efecto sobre la severidad de los siniestros. Los resultados evidencian que la severidad está fuertemente influida por el tipo de colisión, el horario y el día, así como por la localización vial y los excesos de velocidad. Asimismo, se identificó una marcada dependencia espacial de la severidad, capturada mediante los indicadores Grav_Mean y LISA I, cuya incorporación mejoró la capacidad explicativa de los modelos y confirmó que la severidad de los siniestros no se distribuye aleatoriamente en el territorio. Como principal contribución, el estudio indica que la integración de indicadores de autocorrelación espacial en modelos econométricos de severidad proporciona una representación más robusta de los patrones espaciales de los siniestros, facilita la identificación de zonas prioritarias de intervención y aporta evidencia para fortalecer la formulación de políticas públicas orientadas a la reducción de la severidad y al mejoramiento de la seguridad vial.
Soluciones basadas en la naturaleza para la mitigación de la erosión costera en playas: caso de estudio: Playa Salguero, Santa Marta
(2026-08-19) Sepúlveda Díaz, Luis Enrique
Este estudio evaluó alternativas de solución para la mitigación de la erosión costera en Playa Salguero, en Santa Marta, considerando tanto la incidencia de las condiciones marinas como la influencia del manejo del recurso hídrico en la cuenca del río Gaira sobre el aporte sedimentario al litoral. La investigación integró el análisis de variables hidrodinámicas, morfológicas, dinámica costera y aporte de sedimentos de la cuenca, con el propósito de comprender los factores que han contribuido al proceso erosivo en este sector del Caribe colombiano. Como parte del estudio, se analizó la incidencia de la cuenca del río Gaira en los procesos erosivos de Playa Salguero, teniendo en cuenta condiciones antrópicas que modifican la dinámica natural del sistema, entre ellas el trasvase de agua hacia la cuenca del río Manzanares y la captación del acueducto que abastece a la ciudad de Santa Marta. Asimismo, se realizó la caracterización de las condiciones de oleaje, corrientes, niveles del mar y variables morfológicas marino-costeras, mediante análisis de información histórica, procesamiento de datos oceanográficos y modelación numérica hidrodinámica. Adicionalmente, se evaluó la evolución de la línea de costa durante los últimos diez años, identificando tendencias de retroceso y zonas críticas de erosión. Los resultados evidenciaron una pérdida progresiva de playa asociada tanto a la disminución del aporte sedimentario proveniente de la cuenca del río Gaira, dinámica marina y dinámica litoral. Con base en el diagnóstico integral realizado, se identificaron y evaluaron diferentes alternativas de mitigación de la erosión costera. Posteriormente, mediante una evaluación multicriterio, se seleccionaron las medidas más adecuadas para el sector de estudio. Los resultados indican que la solución más viable corresponde a la implementación de medidas combinadas, integrando soluciones basadas en la naturaleza, recuperación del aporte sedimentario y estrategias de alimentación artificial de playas, con el fin de aumentar la estabilidad y resiliencia del sistema costero frente a los procesos erosivos.
Exploración de limitaciones y capacidades de metodologías de modelación computacional para depósitos de suelos licuables
(2026) Forero Ávila, Andrés Felipe
Este trabajo constituye una extensión del trabajo titulado Modelación numérica de los ensayos dinámicos de centrifuga del LEAP-2022 adoptando un modelo de plasticidad multi-superficie, desarrollado en el marco del proyecto LEAP-2022, donde se evaluó el desempeño del modelo constitutivo PDMY02 mediante simulaciones bidimensionales en condiciones de deformación plana. En esta investigación, se exploraron las capacidades y limitaciones del mismo modelo constitutivo en un entorno tridimensional, utilizando datos experimentales y parámetros previamente validados en el marco del programa LEAP mediante ensayos de centrífuga. La comparación numérico-experimental demuestra que el modelo constitutivo implementado reproduce consistentemente los aspectos fundamentales del comportamiento cíclico no drenado del material. En términos del desempeño numérico, los resultados evidencian una adecuada concordancia en la simulación del exceso de presión de poros y la aceleración que experimenta el suelo, mientras que los desplazamientos de la tablestaca tienden a ser sobreestimados frente a la respuesta medida en centrífuga; sin embargo, los resultados obtenidos muestran un mejor ajuste con los registros experimentales y una menor sobrepredicción respecto a estudios previos. En conjunto, estos resultados validan la capacidad predictiva del modelo constitutivo en configuraciones tridimensionales para el análisis de suelos susceptibles a licuación y sistemas de interacción suelo-estructura con tablestacas.
Construcción de herramienta asistencial para definir la estructuración de un sistema 2D para una edificación con base en excitaciones sísmicas
(2026-08-20) Parada Rocha, Carlos Andrés
Esta investigación desarrolla una herramienta computacional para el análisis sísmico bidimensional y el control semiactivo de estructuras aporticadas de acero mediante configuraciones variables de riostras activables y desactivables. La propuesta integra análisis estructural, procesamiento de registros sísmicos e inteligencia artificial para que una política neuronal, entrenada a partir de criterios físicos asociados a resonancia, deriva y respuesta dinámica, seleccione de forma adaptativa la configuración de rigidez más conveniente durante un evento sísmico. A diferencia de los enfoques convencionales basados en configuraciones predeterminadas, la herramienta evalúa alternativas intermedias de rigidez, manteniendo constante la masa estructural y modificando únicamente la rigidez lateral efectiva mediante códigos binarios de activación. Esta capacidad amplía sus posibilidades de aplicación en investigación, diseño preliminar y evaluación de estrategias de reforzamiento, al permitir estudiar el efecto de diferentes configuraciones de riostras sobre la respuesta dinámica de la estructura, explorar las distribuciones alternativas de rigidez y evaluar posibles estrategias de reforzamiento en estructuras existentes sometidas a registros sísmicos con diferentes contenidos frecuenciales. En este contexto, la política neuronal constituye un mecanismo de apoyo a la toma de decisiones que demuestra la viabilidad del aprendizaje automático en problemas de control estructural. La metodología integró modelación estructural bidimensional, análisis modal, análisis dinámico dependiente del tiempo y una política neuronal asistida por un maestro de decisión para la selección de configuraciones discretas de rigidez, durante el entrenamiento. Su desempeño se evaluó frente a dos escenarios de referencia: una estructura sin riostras activas y una estructura con todas las riostras activas. Los resultados mostraron que la red entrenada mantuvo la deriva máxima por debajo del límite adoptado del 1 % en los registros analizados y redujo la deriva promedio y los desplazamientos máximos respecto al caso flexible de referencia. Aunque la configuración con todas las riostras activas presentó menores respuestas en algunas métricas debido a su condición de máxima rigidez permanente, la estrategia propuesta demostró la viabilidad computacional de integrar análisis dinámico, procesamiento sísmico e inteligencia artificial para apoyar la selección adaptativa de configuraciones de rigidez en estructuras bidimensionales, ampliando las posibilidades de evaluación más allá de la comparación tradicional entre configuraciones fijas.
Recuperación de vigas dañadas previamente a flexión mediante encamisado de UHPC
(0026-08-14) García Gómez, Nicolás
El deterioro de vigas de concreto reforzado sometidas a flexión representa un problema recurrente en la infraestructura existente, afectando su rigidez, resistencia y durabilidad. En este contexto, el uso de concretos de ultra alto desempeño (UHPC) surge como una alternativa avanzada para la rehabilitación estructural, debido a su elevada resistencia, durabilidad y capacidad de adherencia. La presente investigación evalúa experimental y numéricamente la recuperación de vigas de concreto reforzado previamente dañadas a flexión mediante encamisado con UHPC, analizando su comportamiento estructural, la eficiencia del sistema compuesto y la validez de la modelación seccional no lineal como herramienta predictiva. El programa experimental incluyó la caracterización mecánica del UHPC y de los concretos convencionales empleados como sustrato, así como ensayos de flexión a cuatro puntos en vigas de referencia y vigas rehabilitadas. Se evaluaron parámetros clave como capacidad de carga, rigidez inicial, ductilidad, absorción de energía y patrones de fisuración. Paralelamente, se desarrolló un modelo seccional no lineal, calibrado a partir de los resultados experimentales, con el fin de reproducir las curvas momento–curvatura y correlacionarlas con la respuesta carga–deflexión observada en laboratorio. Los resultados de los ensayos muestran que el encamisado con UHPC permite recuperar y superar la capacidad resistente original de las vigas dañadas, con incrementos promedio del 80–85 % en la carga máxima y una mejora significativa de la rigidez inicial promediada en 30%. La adherencia UHPC–concreto fue efectiva, sin evidencias de deslizamiento o delaminación, validando el comportamiento monolítico del sistema compuesto. Si bien se observó una reducción de la ductilidad global del orden del 40–50 %, la capacidad de absorción de energía se mantuvo en niveles elevados. El análisis numérico reprodujo con buena precisión la respuesta experimental, confirmando que el análisis seccional no lineal constituye una herramienta confiable para el predimensionamiento y la evaluación estructural de vigas rehabilitadas con UHPC. En conjunto, los resultados demuestran que el UHPC es un material altamente eficiente para la rehabilitación de elementos flectados de concreto reforzado, y que su integración en metodologías de análisis avanzadas puede servir de base para futuros desarrollos normativos y aplicaciones prácticas en ingeniería estructural.
Evaluación del desempeño de métodos equivalente lineal y no lineal en la respuesta sísmica de sitio bajo distintos niveles de excitación sísmica a partir de registros de arreglos verticales de la Red Kik-Net
(2026-08-18) Manjarres Figueredo, Alvaro Javier
La respuesta sísmica de sitio constituye un elemento fundamental en la estimación de las demandas sísmicas empleadas en el diseño estructural y geotécnico, particularmente en depósitos de suelo blando donde los efectos de amplificación y no linealidad pueden ser significativos. En la práctica ingenieril, el método equivalente lineal (EL) continúa siendo ampliamente utilizado debido a su simplicidad y eficiencia computacional; sin embargo, su capacidad para representar de forma consistente el comportamiento no lineal del suelo bajo excitaciones sísmicas moderadas a altas sigue siendo objeto de debate. En este trabajo se evalúa el desempeño de los enfoques equivalente lineal (EL) y no lineal (NL) mediante la comparación sistemática de sus predicciones con registros sísmicos observados en arreglos verticales de la red KiK-net. Se analizaron cinco estaciones instrumentadas, considerando movimientos sísmicos representativos de distintos niveles de intensidad, con el fin de evaluar el comportamiento de ambos métodos bajo diferentes niveles de demanda de deformación. La comparación se realizó en los dominios del tiempo y de la frecuencia, así como mediante la distribución de la deformación cortante máxima con la profundidad. Los resultados muestran que, para niveles bajos a moderados de deformación, ambos enfoques reproducen adecuadamente la respuesta observada. Sin embargo, bajo condiciones de mayor demanda sísmica y en perfiles donde se desarrolla una no linealidad significativa, el análisis no lineal presenta una mejor capacidad para representar la atenuación de la amplificación y el contenido frecuencial observado en superficie, especialmente en rangos de frecuencia elevados. Encontraste, el método equivalente lineal tiende a sobreestimar los factores de amplificación y las deformaciones cortantes en los estratos superficiales. Los resultados obtenidos evidencian que la aplicabilidad de cada enfoque depende del nivel de deformación inducido y de las características del perfil de suelo, destacándola necesidad de establecer criterios prácticos que orienten la selección entre métodos equivalente lineales y no lineales en estudios de respuesta sísmica de sitio.
Inmovilización de CO2 mediante carbonatación mineral del nitrofosfoyeso generado en una planta de fertilizantes complejos en Colombia
(2026-08-11) Puello Osorio, Jaime Enrique
El nitrofosfoyeso (NPG) es un subproducto sólido generado en grandes volúmenes durante la fabricación de fertilizantes complejos por el proceso nitrofosfato. Su acumulación en pilas de almacenamiento en las plantas de fertilizantes representa un pasivo ambiental sin una ruta de valorización consolidada. Este trabajo investiga la carbonatación mineral del NPG mediante el proceso Merseburg como estrategia para su aprovechamiento, con el doble propósito de producir sulfato de amonio (SAM) — un fertilizante nitrogenado de valor — e inmovilizar CO2 de manera permanente en forma de carbonato de calcio (CaCO₃). Se realizó la caracterización química del NPG mediante métodos analíticos estandarizados obteniendo una composición consistente con la de otros yesos industriales, con CaO y SO3 como componentes mayoritarios. A partir de esta caracterización y de la experiencia operacional previa de la planta bajo estudio, se definió un diseño experimental en dos campañas: una primera campaña de cribado (diseño 2k) para identificar los factores más influyentes sobre la conversión del NPG y la concentración de SAM en solución, y una segunda campaña con diseño central compuesto (DCC) para explorar y optimizar la superficie de respuesta. El diseño de cribado identificó la relación agua/NPG y el exceso de solución de carbonatos de amonio (CBA) como los factores dominantes, con una interacción estadísticamente significativa entre ambos. El diseño central compuesto, analizado mediante optimización multirrespuesta con función de deseabilidad, identificó como punto óptimo de operación una relación agua/NPG de 2.5 mL/g y un exceso de CBA del 18% en masa, con una conversión del NPG del 98.84% y una concentración de SAM del 36.32% en masa en la solución resultante. El análisis de huella de carbono, realizado bajo la metodología de las normas ISO 14040, ISO 14044 e ISO 14067, con enfoque de cuna a puerta y unidad funcional de 1 tonelada de SAM, demostró que el proceso Merseburg con ciclo cerrado de recuperación de NH₃ y CO₂ reduce la huella de carbono en un 46.0% respecto al proceso actual de neutralización directa de H2SO4 con NH₃, pasando de 737.0 a 398.1 kg CO2eq por tonelada de SAM. Esta reducción es robusta ante variaciones en el factor de emisión del NH₃, con reducciones entre el 42.0% y el 67.6% en el rango de factores reportado en la literatura. Los resultados demuestran la viabilidad técnica del proceso Merseburg para la valorización del NPG, con potencial para reducir simultáneamente la acumulación de un residuo industrial, las emisiones directas de CO₂ y la dependencia de ácido sulfúrico como insumo, avanzando hacia un modelo de producción más circular.
Cargas de movilidad y desigualdad urbana: estructura del viaje y distribución socioeconómica en el Área Metropolitana de Barranquilla
(Universidad del Norte, 2026) Troncoso Quintero, Emilio Alfonso
Esta investigación analiza las desigualdades en la movilidad urbana del Área Metropolitana de Barranquilla a partir del tiempo, el costo y la complejidad de los viajes cotidianos, entendidos como cargas de movilidad. El estudio utiliza 25.291 viajes reconstruidos a partir de una encuesta de movilidad realizada durante 2024 y 2025. Para cada viaje se consideran el tiempo total, el costo, el modo de transporte, el número de etapas, el estrato socioeconómico, la tipología origen-destino y la densidad de la red de transporte público en la zona de origen. La estrategia metodológica combina análisis distribucional por grupos, matrices origen-destino entre municipios, un índice relativo de carga espacial y modelos log-lineales para el tiempo total y el costo, estimados con errores estándar robustos HC3. También se estimó un modelo de generación de viajes a nivel del hogar para examinar las diferencias en la cantidad de desplazamientos realizados según sus características socioeconómicas, la ocupación de sus integrantes y la tenencia de vehículos. Frente al estrato alto, los estratos bajo y medio presentan tiempos esperados 25% y 19% mayores, y costos 14% y 11% superiores. El transporte público colectivo y masivo registra un costo esperado 28% menor que el transporte informal, pero se asocia con tiempos de viaje aproximadamente 170% mayores. En la generación de viajes, los hogares de estrato bajo presentan 12% menos viajes esperados que los de estrato alto. Los resultados muestran que las cargas de movilidad varían según las condiciones socioeconómicas del hogar, el modo utilizado, la estructura del viaje y las características territoriales de los desplazamientos.
Estimación del peso bruto vehicular socialmente óptimo en el transporte de carga terrestre
(0010-08-26) García García, Arianis Julieth
El transporte de carga terrestre es fundamental para la competitividad económica de Colombia; sin embargo, el incremento del peso bruto vehicular (PBV) genera un equilibrio entre la eficiencia logística y los impactos sobre la infraestructura vial, el consumo energético y el medio ambiente. Aunque la regulación nacional establece límites máximos de PBV, existe limitada evidencia sobre si estos corresponden a niveles de operación socialmente eficientes. En este contexto, la presente investigación desarrolla un modelo de optimización basado en un enfoque de costo social para estimar umbrales de PBV asociados al mínimo costo social en configuraciones representativas del transporte de carga pesada. El modelo integra costos operacionales, consumo de combustible, deterioro de infraestructura y emisiones contaminantes, expresados en COP/ton-km. Se analizaron las configuraciones C2 y C3-S3 bajo condiciones de terreno plano y montañoso. Los resultados evidencian que el costo social depende de la interacción entre la carga útil, la configuración vehicular y la topografía, identificando configuraciones de mayor capacidad con menores costos sociales unitarios. La metodología propuesta constituye una herramienta de apoyo para futuras evaluaciones técnicas y regulatorias del transporte de carga desde una perspectiva de costo social.
Aplicabilidad del IRI en corredores montañosos y propuesta de un enfoque funcional que integra el efecto del diseño geométrico en la rugosidad
(Universidad del Norte, 2025) Galo Ruidíaz, Diego Andrés; Fuentes Pumarejo, Luis
El Índice de Rugosidad Internacional (IRI) es el principal indicador para evaluar la serviciabilidad funcional de pavimentos a escala mundial. No obstante, su validez se ve comprometida en corredores viales con geometría restrictiva y velocidades operativas reducidas, como los presentes en zonas montañosas, debido a que el modelo del cuarto de carro fue desarrollado bajo condiciones ideales de trazado uniforme y velocidad constante de 80 km/h. Esta investigación propone el Índice de Rugosidad Geométrico (IRIG) como una herramienta teórica complementaria que permite aislar y cuantificar el efecto del diseño geométrico sobre la rugosidad funcional, diferenciando este componente del originado por el deterioro del pavimento. A partir de perfiles longitudinales simulados y la aplicación del modelo del cuarto de carro, se analizaron variables geométricas clave como la longitud de curva, la pendiente relativa de transición y la longitud de transición entre bombeo y peralte. Se ajustaron modelos estadísticos univariados (lineal y potencial) y multivariados para estimar su influencia sobre el IRIG. Los modelos obtenidos evidenciaron una fuerte correlación (R² ajustado > 0.96) entre las características geométricas de transición y la rugosidad simulada. Se identificaron umbrales funcionales de diseño a partir de los cuales es posible conservar condiciones de confort: una longitud mínima de transición de ≈ 28.8 m y una pendiente relativa menor al 1 %. Estos resultados permiten establecer criterios geométricos de diseño orientados a minimizar la percepción de rugosidad en operación. El modelo fue validado mediante un estudio de caso en un corredor vial de montaña en los Andes colombianos, revelando que más del 65 % de los segmentos curvos presentan valores de IRI superiores a los límites contractuales (IRI > 3.5 m/km), incluso en pavimentos estructuralmente sanos, lo cual confirma la influencia predominante del diseño geométrico en la evaluación funcional de este tipo de vías. El IRI geométrico se presenta como un avance significativo en la caracterización de la rugosidad en contextos complejos, aportando una herramienta práctica para diferenciar las contribuciones del trazado geométrico y del deterioro superficial. Su implementación mejora la interpretación de datos de auscultación, fortalece los procesos de aceptación de obras y optimiza la toma de decisiones en sistemas de gestión de pavimentos en corredores de baja velocidad y geometría no convencional.
Dime cómo te movilizas y te diré quién eres: estigma asociado a los modos de transporte en una comunidad universitaria de Barranquilla
(Universidad del Norte, 2026) Pérez Charris, Mauricio Andrés; Arellana Ochoa, Julián Alberto
La movilidad urbana constituye una práctica social que trasciende su función instrumental y se ve atravesada por juicios simbólicos, estereotipos y jerarquías sociales. En este contexto, el estigma asociado a la forma de movilidad puede influir tanto en la experiencia cotidiana de viaje, en las decisiones de transporte y en la aceptación social de políticas orientadas a la movilidad sostenible. Esta investigación analiza el estigma en la movilidad urbana desde una perspectiva multimodal, considerando distintos modos de transporte (automóvil, transporte público, motocicleta, taxi y movilidad activa) en un contexto universitario del Sur Global. El estudio adopta un enfoque metodológico mixto que combina análisis descriptivo, análisis semántico de palabras asociadas a los modos de transporte, modelos Best–Worst para identificar jerarquías perceptuales y simbólicas de dichos modos, y modelos de ecuaciones estructurales (SEM) para analizar los mecanismos subyacentes en la construcción del estigma. Se integran variables sociodemográficas, la experiencia de victimización y el modo habitual de viaje, así como constructos latentes asociados a la percepción de riesgo, los estereotipos hacia los conductores y el estigma. Los resultados evidencian que el estigma en la movilidad no es inherente a un modo específico, sino que se configura de manera relacional dentro de un sistema multimodal jerarquizado. El automóvil emerge como el modo con mayor capital simbólico en términos de estatus y competencia, mientras que la motocicleta, el transporte público y los modos activos enfrentan distintas formas de penalización simbólica, asociadas principalmente a dimensiones de riesgo, vulnerabilidad y estatus socioeconómico. El análisis estructural muestra que la percepción de riesgo asociada al transporte público constituye el principal predictor del estigma, superando el efecto del riesgo personal de viaje, lo que sugiere que la estigmatización se construye a partir de representaciones sociales compartidas más que de experiencias individuales aisladas. Asimismo, los estereotipos sobre los conductores tienen un efecto negativo sobre el estigma, lo que indica que pueden operar como mecanismos de externalización del riesgo. Estos hallazgos resaltan la necesidad de comprender la movilidad como un campo simbólico en el que se reproducen desigualdades sociales y conflictos intermodales. En términos de política pública, los resultados sugieren que las estrategias de movilidad sostenible deben incorporar la dimensión simbólica de la movilidad, abordando percepciones, estereotipos y experiencias de discriminación, además de las intervenciones técnicas tradicionales. Finalmente, se identifican líneas de investigación futuras orientadas a la recolección de información más desagregada por modo y al desarrollo de análisis de clúster que permitan identificar perfiles de usuarios según sus puntajes individuales de estigma y de percepción de riesgo.
Evaluación del uso de residuos agroindustriales como rejuvenecedores de pavimentos flexibles
(Universidad del Norte, 2025) Rueda Barranco, Nathalie Milena; Fuentes Pumarejo, Luis
Este estudio analiza el potencial de los residuos agroindustriales como biorejuvenecedores para restaurar las propiedades de pavimentos flexibles envejecidos, constituyendo una alternativa sostenible y técnicamente viable frente a los desafíos actuales de rehabilitación vial en Colombia. El envejecimiento del ligante asfáltico, provocado por oxidación, tránsito y condiciones ambientales adversas, reduce su flexibilidad, incrementa su rigidez y altera su comportamiento viscoelástico, comprometiendo de manera directa la durabilidad y el nivel de servicio de las vías. En este contexto, la investigación plantea el aprovechamiento de residuos de origen vegetal, frutal, animal, microbiano y algas como agentes rejuvenecedores, integrando criterios de sostenibilidad, economía circular y valorización de subproductos de la agroindustria. La investigación propone un criterio técnico integral y sistemático para la selección y aplicación de biorejuvenecedores, elaborado a partir del análisis de su composición, su interacción fisicoquímica con el ligante y su capacidad para modificar parámetros fundamentales del desempeño reológico. Este criterio considera tanto las propiedades afectadas por el envejecimiento como los mecanismos mediante los cuales los biorejuvenecedores pueden restituir las propiedades del asfalto, y constituye un aporte metodológico relevante para su implementación en laboratorio y campo. El criterio se validó mediante la evaluación de un asfalto envejecido mediante ensayos RTFO y PAV, al cual se le aplicaron dos biorejuvenecedores derivados de residuos agroindustriales seleccionados de acuerdo con el procedimiento propuesto. La caracterización reológica mostró recuperaciones significativas en penetración, punto de ablandamiento, viscosidad, módulo complejo y ángulo de fase, confirmando la capacidad de los biorejuvenecedores para revertir el endurecimiento oxidativo, reducir la rigidez excesiva y restituir el comportamiento viscoelástico original del ligante. Estos resultados evidencian que los residuos agroindustriales no solo cumplen funciones comparables o superiores a rejuvenecedores convencionales, sino que además aportan beneficios ambientales y económicos. Adicionalmente, la tesis evalúa el impacto técnico-operativo de incorporar biorejuvenecedores en la rehabilitación de pavimentos, demostrando que la mejora reológica obtenida se traduce en un aumento del potencial de cohesión, mayor resistencia al agrietamiento térmico y fatiga, y mejor desempeño frente a procesos de envejecimiento posteriores. Se discuten también los mecanismos moleculares asociados a la re-distribución de fracciones SARA, así como la compatibilidad química entre los biorejuvenecedores y el ligante envejecido, aspectos poco explorados en el contexto colombiano y latinoamericano. Finalmente, desde un enfoque de economía circular, el análisis ambiental y económico confirma que el aprovechamiento de residuos agroindustriales como biorejuvenecedores reduce los costos de producción, disminuye la dependencia de insumos petroquímicos, atenúa las emisiones asociadas al mantenimiento vial y permite valorizar desechos tradicionalmente subutilizados. En conjunto, los resultados posicionan esta alternativa como una estrategia sólida y replicable para la conservación de pavimentos flexibles, aportando un marco metodológico, evidencia experimental robusta y una base científica aplicable al desarrollo de tecnologías viales más sostenibles en Colombia y la región.
Estudio paramétrico de secciones de muros delgados de concreto reforzado típicos de la construcción colombiana
(Universidad del Norte, 2025) Quintero Merchán, Sebastián Andrés; Arteta Torrents, Carlos Alberto
En esta investigación se realizó un análisis de secciones tipo momento-curvatura correspondientes a muros delgados representativos del sistema constructivo utilizado en Colombia, considerando configuraciones rectangulares y con aletas. Se incluyeron distintas disposiciones de refuerzo:malla no dúctil, acero para aplicaciones sísmicas y una combinación de ambos. Los resultados muestran que el uso de malla electrosoldada no dúctil puede conducir a un comportamiento frágil ante demandas a flexo compresión, mientras que la incorporación de acero dúctil contribuye a mejorar la capacidad de rotación y la ductilidad de las secciones. Sin embargo, se evidenció que el acero dúctil por sí solo no garantiza el cumplimiento de los criterios de deformación en todas las geometrías, particularmente en configuraciones con relaciones desfavorables entre aleta y alma, donde la incompatibilidad del perfil de deformaciones limita el desempeño de la sección. El análisis de aproximadamente 360.000 secciones permitió desarrollar modelos predictivos basados en formulaciones estadísticas y de la mecánica clásica, así como modelos más avanzados fundamentados en técnicas de “Machine Learning”, con el objetivo de estimar las curvaturas de agrietamiento, fluencia y última. Estos modelos constituyen un insumo importante para la evaluación del desempeño estructural y el análisis basado en desplazamientos de los sistemas industrializados de muros delgados en Colombia.
Desarrollo y evaluación estructural de soportes de Guadua Angustifolia Kunth para su uso en paneles solares
(Universidad del Norte, 2025) Suárez Atencia, Jessica del Rosario; Guzmán Guerrero, Andrés
Esta investigación evalúa el uso de la Guadua angustifolia Kunth, como material estructural sostenible para sistemas de soporte de paneles solares. En respuesta a la necesidad de reducir el impacto ambiental de las infraestructuras para aprovechamiento energético, se propone esta especie vegetal como alternativa sostenible y de alto desempeño mecánico. El estudio se desarrolló en tres etapas: identificación de zonas óptimas de crecimiento de la especie mediante análisis SIG; caracterización físico-mecánica de muestras de Guadua angustifolia mediante ensayos de compresión, tracción, corte y flexión conforme a las normas NTC 5525:2021 e ISO 22157; y modelado estructural de un sistema tipo cubierta de parqueadero con aprovechamiento energético solar en cubierta utilizando el software RFEM. El análisis geográfico de la etapa 1 permitió delimitar zonas con condiciones climáticas, edáficas y topográficas favorables para el cultivo de Guadua angustifolia, especialmente en los departamentos de Risaralda, Quindío, Valle del Cauca, Tolima, Cauca, Huila y Antioquia. Los resultados experimentales de la etapa 2 mostraron resistencias destacadas: tracción superior a 140 MPa y flexión cercana a 100 MPa. El contenido de humedad promedio fue de 17.6%. Se calcularon esfuerzos admisibles siguiendo los lineamientos del NSR-10. El modelo estructural de la etapa 3 presentó desplazamientos permisibles, validando la viabilidad del sistema. Este estudio aporta al desarrollo de soluciones estructurales sostenibles con recursos locales, fortaleciendo la integración del bambú en sistemas de energías renovables.
Modelación de comportamiento de viajes de personas con discapacidad: caso Santiago de Cali
(Universidad del Norte, 2025) Sierra Gómez, Juan Andrés; Cantillo Maza, Víctor
Esta investigación analiza los factores que inciden en la movilidad de personas con discapacidad en la ciudad de Santiago de Cali, Colombia. A partir de datos recolectados mediante encuestas de movilidad y de preferencias declaradas, se estimaron dos modelos: un modelo logit ordinal híbrido, que incorpora variables latentes como barreras sociales y de accesibilidad, para evaluar los factores que inciden en la frecuencia de viajes, y un modelo de elección discreta tipo logit mixto con componentes de error para evaluar las preferencias modales frente a diferentes atributos del transporte. Los resultados muestran que variables como el estrato socioeconómico, la edad, el tipo de discapacidad y el nivel educativo influyen significativamente en la frecuencia de viaje y en la elección modal. Se evidencian también efectos relevantes de la percepción de barreras sociales sobre la movilidad. Finalmente, se estimaron elasticidades directas y cruzadas para atributos como costo, tiempo de viaje, espera y distancia de accesibilidad, destacando el impacto positivo de la infraestructura accesible.
Influencia de la resistencia del concreto en la adherencia con las barras GFRP
(Universidad del Norte, 2025) Vásquez, Alberto; Guzmán Guerrero, Andrés; Abellán, Joaquín
La evolución de los materiales de construcción ha impulsado el uso de barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP, del inglés Glass Fiber Reinforced Polymer) como alternativa al acero de refuerzo en estructuras de concreto, especialmente en ambientes agresivos como zonas costeras o de deshielo, donde la corrosión compromete la durabilidad del refuerzo convencional. Las barras GFRP, altamente resistentes a este fenómeno, enfrentan aún desafíos de aceptación, siendo la adherencia con el concreto una propiedad crítica para el desempeño estructural. Esta investigación evalúa la influencia de la resistencia del concreto en la adherencia con barras GFRP, utilizando concretos autocompactantes con resistencias a compresión de 20, 45 y 80 MPa, así como un concreto de ultra alto desempeño (UHPC, del inglés Ultra-High Performance Concrete) reforzado con fibras metálicas (120 MPa). Para asegurar que la variable en estudio fuera únicamente el tipo de concreto, se emplearon barras GFRP idénticas de 10.33 mm de diámetro con tratamiento superficial arenado. La adherencia se evaluó mediante el ensayo de viga articulada RC5 de RILEM (1994), el cual representa de forma más adecuada las condiciones de servicio en comparación con los ensayos de extracción directa tipo pull-out. Los resultados evidenciaron un incremento significativo en la adherencia al comparar el concreto de 20 MPa con los de mayores resistencias. Entre los concretos de 45 a 80 MPa, las mejoras fueron leves y en todos los casos se presentó falla por pérdida de adherencia. En contraste, el UHPC presentó una adherencia sustancialmente mayor, ocasionando el fallo de la barra. Estos hallazgos refuerzan la influencia directa de la resistencia del concreto en el comportamiento de adherencia con barras GFRP.
¿Cómo las regulaciones y percepciones afectan la disposición a usar patinetas eléctricas?
(Universidad del Norte, 2024) Izquierdo Herazo, Ely Johana; Cantillo Maza, Víctor; Orozco Fontalvo, Mauricio José
A la par con la creciente popularidad de la patineta eléctrica en el sistema de movilidad, han surgido problemáticas que demandan el establecimiento de políticas que regulen su operación. Con el fin de evaluar cómo estas medidas impactan la intención de uso de estos vehículos, se desarrolló un modelo híbrido de elección discreta que relaciona las características sociodemográficas de los individuos, hipotéticas regulaciones de atributos de operación y constructos latentes actitudinales y perceptuales, partiendo de una encuesta de preferencias declaradas desarrollada en Bogotá, Colombia, en 2021. Se encontró que medidas orientadas a la seguridad vial generan una mayor disposición a usar patinetas eléctricas, considerando puntualmente el uso obligatorio del casco, limitar la velocidad máxima a 25 km/h y restringir la circulación solo a ciclorrutas y calzadas. En cambio, la restricción del estacionamiento, el costo de utilización y la imposición de multas por infracción afectan negativamente la intención de uso. Por otra parte, las percepciones de inseguridad vial y de conveniencia constituyen los principales constructos que inciden en la disposición a utilizar estos vehículos. Se destaca la existencia de una interacción positiva entre la percepción de inseguridad vial y las regulaciones en esta área, traducida en una mayor aceptación de dichas políticas y una actitud favorable hacia el uso de la patineta eléctrica.
Evaluación del extracto de biomasa de microalga Chlorella sp. como inhibidor de la corrosión del concreto reforzado en ambientes marinos
(Universidad del Norte, 2023) Acuña Negrete, Kevin Jair; Dugarte Coll, Margareth; Fonseca Reyes, Ana María
En esta investigación se evaluaron dos inhibidores de corrosión verdes para la prevención de la corrosión del acero de refuerzo sometido a ambientes marinos, los cuales fueron extraídos de la biomasa de la microalga Chlorella sp mediante el uso de los solventes Metanol (Inhibidor M1) y Metanol-Cloroformo (Inhibidor M2). Para determinar su eficiencia, se midieron parámetros electroquímicos como potencial, resistencia a la polarización y corriente de corrosión a través de ensayos electroquímicos y óptico a muestras de acero inmersas en solución de poros de concreto simulado con adición de 3.5% NaCl y diferentes dosificaciones de inhibidores M1 y M2 (desde 100 ppm hasta 1000 ppm), los cuales fueron comparados con el inhibidor comercial EUCON CIA 100. Como resultado de los ensayos realizados se pudo observar un adecuado comportamiento de protección del acero de refuerzo ante la corrosión por cloruros por parte de los inhibidores M1 y M2, llegando a alcanzar eficiencias de hasta el 76% gracias a la adición de los inhibidores verdes evaluados.
Análisis experimental del acople entre desalinización de agua de mar (DAM) y energía de gradiente salino producida por osmosis retardada por presión (ORP) para la cogeneración de agua potable y electricidad en el contexto del Caribe colombiano: pretratamiento, desempeño, eficiencia y sinergias existentes
(Universidad del Norte, 2023) Cala Barceló, Anggie Vanessa; Maturana Córdoba, Aymer Yeferson
Este estudio aborda los desafíos globales en torno a la escasez de agua y energía, enfocándose en la Región Caribe Colombiana. Se propone la cogeneración de agua por desalinización y energía de gradiente salino mediante tecnologías de membranas acopladas (ósmosis inversa y ósmosis retardada por presión), aplicadas a la zona estuario de Bocas de Ceniza, Barranquilla - Atlántico. Se siguió una metodología mixta que incluye una etapa experimental con agua del río Magdalena y mar Caribe, seguida de una etapa aplicada donde se analizaron diferentes configuraciones propuestas mediante una matriz de decisión. Se desarrolló una evaluación energética, económica y de calidad de agua de la configuración con mayores beneficios con software especializados y métodos ingenieriles. Los pretratamientos para agua del río Magdalena y mar Caribe demostraron reducciones significativas de percusores orgánicos e inorgánicos de ensuciamiento e incrustaciones, adecuando las aguas a los requisitos operacionales. Se obtuvo una densidad de potencia generada de 2.8 W/m2 en el proceso a escala de laboratorio. Se determinó que la mejor configuración es colocar la ósmosis retardada por presión antes de la ósmosis inversa, logrando reducir los costos energéticos en un 40% en comparación a la desalinización por ósmosis inversa en solitario. El costo de producción de agua por m3 se estima en $1,138 USD. Los resultados contribuyen al desarrollo de tecnologías para la transición energética y el aprovechamiento del potencial hídrico y energético de la región, beneficiando a comunidades con desafíos de escasez de agua y energía.
Determinants of consumer behavior in switching to environmentally sustainable delivery alternatives
(Universidad del Norte, 2025) Moreno Caro, Eva Sandrith; Cantillo Maza, Víctor
The ease of access to an increasingly diversified market encourages more and more customers to opt for digital transactions instead of going to physical stores. However, the dynamics of this type of shopping promote the transport of goods in increasingly shorter windows, with frequent and small shipments and increments in truck mileages, exacerbating externalities. A debate is being formed on how to make delivery purchasing processes more sustainable by promoting lowemissions alternatives. This research addresses the problem from the last stage of the logistics chain, home delivery. A stated preference survey was conducted considering four alternatives: conventional delivery, home delivery in an environmentally friendly vehicle, locker collection, and in-store collection. A hybrid choice model was estimated to assess the adoption intentions of individuals. Results suggest that consumer choice preferences favored eco-friendly home delivery over pickup in stores and lockers. Shipping costs, delivery time, and distance to the pickup site are relevant attributes in consumers' choice decisions. Moreover, their preferences are sensitive to variations in these factors, as reflected in consumers' willingness to pay for them. Regarding emission savings, this attribute is significantly influential only when a low-emission vehicle is used for delivery. Regarding the influence of the latent variables, it was found that greater environmental consciousness promotes the use of greener alternatives. Meanwhile, a higher perceived risk associated with delivery pickup options, especially in the case of the locker, discourages their adoption, while time and money-based incentives encourage their use. These findings provide valuable insights into how to promote the use of sustainable delivery options, which is of interest to online retailers and stakeholders.

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