Prototipo de baño seco con agitación para procesamiento de muestras bacteriológicas (Tpo e. Coli) e implementación en el Laboratorio de Farmacología UNAB

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dc.contributor.advisorArdila Gómez, Sergio Andrés
dc.contributor.apolounabArdila Gómez, Sergio Andrés [sergio-andres-ardila-gomez]
dc.contributor.authorPerez Alfonso, Angel Eduardo
dc.contributor.authorLopez Moreno, Julian David
dc.contributor.cvlacArdila Gómez, Sergio Andrés [0000010754]spa
dc.contributor.linkedinArdila Gómez, Sergio Andrés [sergio-andres-ardila-gomez-b93167150]
dc.contributor.orcidArdila Gómez, Sergio Andrés [00000-0002-2115-1225]spa
dc.contributor.orcidArdila Gómez, Sergio Andrés [0000-0002-2115-1225]
dc.contributor.researchgateArdila Gómez, Sergio Eduardo [Sergio-Eduardo-Gomez-Ardila-2177881427]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2023-08-17T14:06:41Z
dc.date.available2023-08-17T14:06:41Z
dc.date.issued2022-12-12
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.description.abstractExisten varios agentes biológicos que para su activación y uso en diversos procesos requieren un ciclo de temperatura, donde es importante un control preciso del calor que es suministrado al recipiente donde están contenidos dichos agentes biológicos, además de un movimiento constante para agitar estas soluciones. Un dispositivo que pueda hacer los procesos previamente mencionados ya se encuentra disponible en el mercado con el nombre de incubadora de baño en seco con agitación; pero estos dispositivos son de un costo muy elevado y de poca disponibilidad en el país con los requerimientos específicos. Por otra parte, el laboratorio de farmacología de la UNAB requiere para el desarrollo de sus investigaciones en la línea de nuevos medicamentos inteligentes (medicamentos sin efectos secundarios), un equipo que realice estos dos procesos simultáneos, mencionados anteriormente.spa
dc.description.abstractenglishThere are several biological agents that, for their activation and use in various processes, require a temperature cycle, where precise control of the heat supplied to the container containing these biological agents is important, in addition to constant movement to agitate these solutions. A device that can perform the aforementioned processes is already available in the market under the name of a shaking dry bath incubator; however, these devices are very expensive and have limited availability in the country with these specific requirements. On the other hand, the pharmacology laboratory at UNAB requires, for the development of its research in the field of new intelligent drugs (drugs without side effects), an equipment that can perform these two simultaneous processes mentioned above.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 11 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................... 11 3. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................... 11 4. OBJETIVOS ............................................................................................................. 12 4.1 Objetivo General ................................................................................................ 12 4.2 Objetivos Específicos ........................................................................................ 13 5 ESTADO DEL ARTE ................................................................................................ 13 6 MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 17 6.1 Crecimiento bacteriano ...................................................................................... 17 6.2 Factores físicos y químicos que influyen en el crecimiento bacteriano .............. 18 6.3 Agitador orbital .................................................................................................. 18 6.4 Transferencia de calor ....................................................................................... 20 6.5 Movimiento circular de un cuerpo rígido ............................................................ 21 6.6 Transmisión de potencia movimiento circular .................................................... 22 6.7 Dispositivos de transferencia de calor: PTC ...................................................... 23 6.8 Dispositivos de transferencia de calor: Celda Peltier ......................................... 24 6.9 Dispositivos de transferencia de calor: Resistencia calefactora ......................... 24 6.10 Sensores de temperatura: PT100 ...................................................................... 25 6.11 Sensores de temperatura: Termistor ................................................................. 25 6.12 Sistema control de temperatura ......................................................................... 26 6.12.1 Sistema de control de temperatura automático ........................................... 26 6.13 Controlador PID ................................................................................................. 27 7 METODOLOGÍA ....................................................................................................... 29 7.1 Descripción de la metodología ........................................................................... 32 8 PLAN DE TRABAJO ................................................................................................. 34 9 FUNCIONALIDADES Y CARACTERÍSTICAS DEL PROTOTIPO ............................. 34 9.1 Parámetros y rango de control ........................................................................... 35 9.2 Funcionalidades y funcionamiento ..................................................................... 35 10 SISTEMA MECÁNICO DE AGITACION ................................................................... 37 10.1 Criterio de selección .......................................................................................... 37 10.2 Movimiento Orbital ............................................................................................. 37 10.3 Análisis estático del movimiento ........................................................................ 39 10.4 Análisis dinámico del movimiento ...................................................................... 43 11 SISTEMA DE CALEFACCION .................................................................................. 44 11.1 Criterio de selección .......................................................................................... 44 12 MODELO MATEMATICO ......................................................................................... 45 12.1 Modelo del calentamiento .................................................................................. 45 12.2 Cálculo de potencia ........................................................................................... 48 12.2.1 Gasto del sistema de calentamiento. .......................................................... 48 12.2.2 Gasto del sistema de agitación. .................................................................. 49 12.2.3 Gasto de sistema electrónico y control. ...................................................... 50 12.3 Circuito equivalente ........................................................................................... 50 12.4 Linealización y función de transferencia ............................................................ 58 12.4.1 Método de Laplace analítico ....................................................................... 59 12.4.2 Método de reducción de circuito ................................................................. 60 12.5 Diseño de controlador ........................................................................................ 62 12.6 Simulación de modelo real sin carga ................................................................. 68 12.7 Simulación calentamiento del bloque ................................................................. 69 12.8 Simulación de modelo real con carga ................................................................ 70 13 SISTEMA EMBEBIDO .............................................................................................. 71 14 DISEÑO 3D DEL PROTOTIPO ................................................................................. 72 14.1 Diseño 3D del soporte de agitación. .................................................................. 73 14.1.1 Análisis de fuerzas y deformación del soporte ............................................ 74 14.1.2 Análisis de fatiga del soporte ...................................................................... 75 15 SELECCIÓN DE SENSORES Y ACTUADORES ..................................................... 75 15.1 Selección de sensor de calefacción. .................................................................. 75 15.1.1 Calibración del sensor de temperatura. ...................................................... 76 15.1.2 Módulo MAX31865 ..................................................................................... 78 15.2 Selección de método de calefacción. ................................................................. 78 15.3 Fuente de poder ................................................................................................ 79 15.4 Controlador ........................................................................................................ 80 15.5 Selección de ventilación .................................................................................... 81 15.6 Selección del motor ........................................................................................... 81 15.7 Pantalla táctil 3.5” para Arduino ......................................................................... 82 16 DISEÑO DEL CIRCUITO ELECTRONICO ............................................................... 84 16.1 Conexiones generales ....................................................................................... 84 16.1.1 Puente H .................................................................................................... 84 16.2 Conexiones del mosfet para resistencia de calentamiento ................................ 84 16.3 Conexión de los sensores y pantalla LCD ......................................................... 86 16.4 Conexión completa del sistema ......................................................................... 87 17 PRUEBAS DEL PROTOTIPO ................................................................................... 88 17.1 Prueba de movimiento ....................................................................................... 88 17.2 Prueba de control .............................................................................................. 89 17.3 Prueba de prototipo completo ............................................................................ 89 18 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 91 19 RECOMENDACIONES ............................................................................................. 92 20 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 93 21 ANEXOS .................................................................................................................. 96spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/21290
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.relation.referencesAgitador magnético. (s.f.). www.agitadormagnetico.net, Agitador orbital. Recuperado el 12 de 02 de 2022, de https://agitadormagnetico.net/orbital/spa
dc.relation.referencesCROMTEK. (s.f.). www.cromtek.cl. Recuperado el 12 de 02 de 2022, de https://www.cromtek.cl/2021/08/26/todo-sobre-los-banos-secos-de-laboratorio/spa
dc.relation.referencesEquipos & Laboratorio de Colombia S.A.S. (s.f.). www.equiposylaboratorio.com, Modelo matemático del crecimiento bacteriano. Recuperado el 12 de 02 de 2022, de https://www.equiposylaboratorio.com/portal/articulo-ampliado/modelo-matematico-del-crecimiento-bacterianospa
dc.relation.referencesGomar, J. (2018). Explanation of peltier cell. Professional review recording.spa
dc.relation.referencesGreen, M. R., & Sambrook, J. (2012). Molecular Cloning: A Laboratory Manual (4ta ed.). Nueva York: CSHLP.spa
dc.relation.referencesGunnar, K. (2005). The Mechatronics Design Process. Recuperado el 12 de 02 de 2022, de. http://www.slpk.sk/eldo/2005/010_05/13.pdfspa
dc.relation.referencesHartmann, I. (2020 de 10 de 1). Shaker Orbit – Revolving in Space Around the Samples? Recuperado el 24 de 04 de 2022, de handling-solutions.eppendorf.com/sample-handling/mix-shake/principles/detailview-principles/news/shaker-orbit-revolving-in-space-around-the-samples/spa
dc.relation.referencesIngenieria mecafenix. (30 de abril de 2018). Ingeniería Mecafenix. Obtenido de Ingeniería Mecafenix: 94 https://www.ingmecafenix.com/automatizacion/termistor-sensor-temperatura/spa
dc.relation.referencesKeblanov, B., & Groper, M. (2016). Power mechanisms of rotational and cyclic motions. Boca Raton, Florida USA: Taylor & Francis.spa
dc.relation.referencesKohara Gear Industri co. (2021). www.khkgears.net. Recuperado el 18 de 02 de 2022, de https://khkgears.net/new/gear_knowledge/gear_technical_reference/planetary_gear_mechanism.htmlspa
dc.relation.referencesLoza, D., Torres, M., Ruilova, M., Albán, L., Velasco, R., Segura, L., & Dabirian, R. (2015). Diseño y Construcción del Prototipo de Código Abierto de una Incubadora con Agitación Orbital. Revista Politecnica, 31(3), 1-6. Obtenido de http://revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index.php/revista_politecnica2/article/view/547spa
dc.relation.referencesMERCK. (s.f.). www.sigmaaldrich.com. Recuperado el 19 de 02 de 2022, de https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/technical-documents/protocol/cell-culture-and-cell-culture-analysis/microbial-cell-culture/microbial-growthspa
dc.relation.referencesMohini, A. (2016). Microcontroller Based Orbital Motion Shaker. Procedia technology, 24(411042), 1194-1202.spa
dc.relation.referencesMudge, G. P. (1911). incubation and incubators. En Enciclopedia Britannica, vol 14 (Vol. 14, págs. 352-366). Londres: University of cambridge.spa
dc.relation.referencesNTCsensors. (2020). ¿Qué es el elemento calefactor ptc? España: DEDECMS 2002-2017.spa
dc.relation.referencesParija, S. C. (20 de 02 de 2012). Textbook of microbiology and inmunology (2da ed.). Puducherry, India: Elsevier. Obtenido de https://www.sigmaaldrich.com: 95 https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/technical-documents/protocol/cell-culture-and-cell-culture-analysis/microbial-cell-culture/microbial-growthspa
dc.relation.referencesPeak Sensors. (2017). Peak Sensors. Obtenido de Peak Sensors Ltd: https://peaksensors.co.uk/what-is/pt100-sensor/spa
dc.relation.referencesPragma Engineering. (2019). CONTROLADORES PID Pragma Engineering. Obtenido de ¿Cómo automatizar mi industria a través de un controlador PID?: https://pragma-a.com/controlador-pid/spa
dc.relation.referencesSTRUCTX. (24 de 04 de 2022). https://structx.com/Material_Properties_005a.html. Recuperado el 28 de 04 de 2022, de https://structx.com/Material_Properties_005a.htmlspa
dc.relation.referencesThermoFischer scientific. (s.f.). www.thermofischer.com. Recuperado el 20 de 02 de 2022, de https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/88880028?SID=srch-srp-88880028spa
dc.relation.referencesUrone, P. P., Hinrichs, R., Dirks, K., & Sharma, M. (2016). Ch 5.6 Heat transfer methods . En Douglas college physics (págs. 493-499). New Westminster, Canada: OpenStax.spa
dc.relation.referencesWalsh, W. J. (15 de 05 de 1984). USA Patente nº US4504733A.spa
dc.relation.referencesWest Control Solutions. (13 de 03 de 2014). www.west-cs.com. Recuperado el 18 de 02 de 2022, de https://www.west-cs.com/news/what-is-a-temperature-control-system/spa
dc.relation.referencesWoods, R. L. (1997). Modeling and Simulation of Dynamic Systems. Prentice Hall.spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.subject.keywordsMechatronicspa
dc.subject.keywordsIncubatorspa
dc.subject.keywordsDry Bathspa
dc.subject.keywordsShakerspa
dc.subject.keywordsBacteriumspa
dc.subject.keywordsDevelopment of prototypesspa
dc.subject.keywordsSimulation methodsspa
dc.subject.keywordsTechnological innovationsspa
dc.subject.keywordsInvestigation and developmentspa
dc.subject.keywordsProduct developmentspa
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembDesarrollo de prototiposspa
dc.subject.lembMétodos de simulaciónspa
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembInvestigación y desarrollospa
dc.subject.lembDesarrollo de productosspa
dc.subject.proposalIncubadoraspa
dc.subject.proposalBaño secospa
dc.subject.proposalBacteriasspa
dc.subject.proposalAgitadorspa
dc.titlePrototipo de baño seco con agitación para procesamiento de muestras bacteriológicas (Tpo e. Coli) e implementación en el Laboratorio de Farmacología UNABspa
dc.title.translatedShaking dry bath prototype for processing bacteriological samples (Tpo e. Coli) and implementation in the UNAB Pharmacology Laboratoryspa
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dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
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