Medellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Analítica · 2025
Integración de los parámetros fisicoquímicos de nanofluidos poliméricos basados en puntos cuánticos de carbono (CQDs) para la predicción de viscosidad utilizando modelos de aprendizaje de máquinas
Los procesos de recobro mejorado en Colombia toman relevancia para mantener la soberanía energética del país a través de la implementación de nuevas tecnologías. Este trabajo permitió identificar las variables relevantes para la evaluación de nanofluidos poliméricos basados en puntos cuánticos de carbono (CQDs) y poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM) para implementar modelos de aprendizaje de máquinas que logren predecir la viscosidad de la solución resultante como estrategia de monitoreo. El conjunto de datos fue generado experimentalmente bajo diferentes condiciones de salinidad, tiempo de añejamiento, orden de adición, tipo de CQD y tasa de corte como predictoras de viscosidad, manteniendo la temperatura, concentración de CQD y polímero fijas. La implementación de cuatro (4) modelos de aprendizaje supervisado de regresión, permitió establecer la capacidad predictiva de los modelos ante un conjunto de datos altamente desbalanceado y de baja correlación lineal entre las variables siendo el de bosques aleatorios el modelo con mejor desempeño con un R2 cercano al 87%. Los resultados experimentales permitieron establecer nuevos acercamientos para investigar el efecto sinérgico CQD-HPAM en procesos de inyección de polímeros para recobro mejorado utilizando modelos de aprendizaje de máquinas como una estrategia efectiva para generalizar el comportamiento de estos sistemas físicos. (Tomado de la fuente)
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Contenido
- Introducciónp. 19
- Motivaciónp. 19
- Trabajos previosp. 20
- Planteamiento del problemap. 21
- Objetivosp. 22
- 1.4.1 Objetivo generalp. 22
- 1.4.2 Objetivos específicosp. 22
- Contribuciónp. 22
- Estructura del documentop. 23
- Marco teórico de referenciap. 24
- de CQDs para recobro mejorado con polímerosp. 24
- viscosidad de nanofluidos poliméricosp. 27
- 2.2.1 Regresión linealp. 17
- 2.2.2 Máquinas de soporte vectorialp. 17
- 2.2.3 Árboles de decisiónp. 28
- 2.2.4 Bosques aleatoriosp. 17
- Revisión sistemática de literaturap. 30
- Introducciónp. 19
- Metodologíap. 30
- Resultados y discusiónp. 31
- poliméricos y la inclusión de CQDsp. 32
- propiedades físicas de soluciones poliméricasp. 30
- utilizando modelos de aprendizaje de máquinasp. 39
- nanofluidos poliméricosp. 39
- Conformación y análisis descriptivo del conjunto de datos experimentalesp. 41
- nanofluidos poliméricosp. 42
- Resultadosp. 45
- Caracterización y evaluaciones estáticas del nanofluido poliméricop. 45
- Análisis descriptivo del conjunto de datos generadop. 50
- Desempeño de los modelos de aprendizaje de máquinas implementadosp. 51
- Conclusiones y trabajo futurop. 57
- Conclusionesp. 57
- Trabajo futurop. 58
- Referenciasp. 60
- [31]p. 25
- Academia Sueca de Ciencias [38]p. 26
- Figura 2-3. Representación gráfica de los modelos de aprendizaje supervisadop. 27
- Figura 3-1. Publicación de artículos por año para cada apartadop. 32
- Figura 4-1. Concentración de iones en las salmueras implementadasp. 40
- Figura 5-1. Análisis FTIR para los CQDs utilizadosp. 45
- Figura 5-2. Análisis FTIR para el HPAM utilizadop. 46
- CQDred B) CQDblue y C) CQDgreenp. 48
- de evaluación para A) Sin CQDs, B) CQDred, C) CQDblue y D) CQDgreenp. 49
- Figura 5-5. Distribución del conjunto de datos generadop. 50
- Figura 5-6. Matriz de correlación de Pearson para las variables continuasp. 51
- Figura 5-7. Métricas de error obtenidas en la evaluación de los modelosp. 52
- Figura 5-9. Valores residuales para los modelos implementadosp. 54
- Tabla 3-1. Resultados de la revisión sistemática de literaturap. 31
- adaptado por el autorp. 36
- poliméricosp. 27
- Tabla 4-1. Parámetros y rangos de variación para el conjunto de datos generadop. 41
- Tabla 4-2. Hiperparámetros y rangos de variación para los métodos de predicciónp. 43
- Tabla 4-3. Métricas implementadas para los modelos de regresiónp. 44
- Tabla 5-1. Tamaño y potencial Z para los CQDs utilizadosp. 46
- Tabla 5-2. Análisis descriptivo de las viscosidades en el conjunto de datosp. 50
- Tabla 5-3. Hiperparámetros resultantes de la sintonización de los modelosp. 56