Ingeniería

Researching and Innovating from the 13+ Institute for Engineering Research and Innovation

Aleatoric and Epistemic Uncertainty in Soft Metrology: A Perspective Based on Ensuring the Validity of Results

Resumen Contexto: En ingeniería, el modelado para el análisis de riesgo y confiabilidad de los procesos de medición que incluyen rutinas de cómputo exige el análisis de las fuentes y categorías de la incertidumbre, la cual, en este contexto, puede ser clasificada como aleatoria y epistémica. Método: Se presenta una revisión de la literatura obtenida de bases de datos como Google Scholar, IEEEXplore y ScienceDirect en cuanto a tendencias y enfoques relacionados con el concepto de incertidumbre, en el marco de la soft metrología, a fin de mejorar la comprensión cuando se tienen restricciones adicionales debido al aseguramiento de la validez de los resultados. Resultados: Se exponen conceptos y comparaciones que ayudan a mejorar la comprensión de la incertidumbre epistémica y aleatoria en los procesos de medición de soft metrología y su relación con el aseguramiento de la validez de los resultados, en el marco de las máquinas de aprendizaje. Conclusiones: Se concluye que la calidad en la representación de los sistemas de soft metrología es influenciada de manera constante por la incertidumbre aleatoria, y la incertidumbre epistémica exhibe una dinámica descendente cuanto mejor sea el ajuste del modelo con suficientes datos de entrenamiento.

Abstract Context: In engineering, modeling for risk analysis and ensuring the validity of results in systems that include computational routines requires the analysis of the sources and categories of uncertainty, which, in this context, can be classified as aleatoric and epistemic. Method: A literature review from databases such as Google Scholar, IEEEXplore, and ScienceDirect is presented herein, analyzing trends and approaches related to the concept of uncertainty within the framework of soft metrology, in order to improve our understanding when there are additional restrictions due to the assurance of the validity of the results. Results: This paper presents concepts and comparisons that aid in the understanding of epistemic and random uncertainty in soft metrology measurement processes and the way in which it is related to the assurance of the validity of results within the framework of learning machines. Conclusions: Representation quality in soft metrology systems is constantly influenced by random uncertainty, while epistemic uncertainty exhibits descending dynamics when the fit of the model improves with sufficient training data.

Solving the Multi-Vehicle Inventory Routing and Management Integrated Problem Using Mixed-Integer Linear Programming

Resumen Contexto: El control y distribución de inventarios son procesos claves en la pérdida tanto de eficiencia como de eficacia en el campo de la logística, a nivel global. Según el Departamento Nacional de Planeación de Colombia, en el año 2020, los rubros de transporte, almacenamiento e inventarios correspondieron al 73,9 % del costo logístico total. La resolución del problema de enrutamiento inventario con múltiples vehículos (IRP) representa una alternativa para hacer que los tiempos de ciclo sean más cortos, más flexibles y menos costosos. Método: En este artículo se describen y comparan modelos matemáticos de la literatura para el problema base, adaptándolo a su variante con múltiples vehículos y resolviéndolo a través modelos de programación lineal entera mixta, mediante la solución de instancias de baja y media complejidad matemática, planteando dos maneras de gestionar el inventario y tres formas de eliminar la creación de sub-tours. Para obtener los resultados se utiliza el software AMPL en un computador con procesador Intel Core i5-5200U CPU @ 2.2 GHz y 4 GB de RAM, considerando un tiempo máximo de ejecución de una hora. Resultados: El modelo de flujos muestra el mejor desempeño en cuanto a tiempos computacionales y calidad de la respuesta con respecto a la política de máximo nivel (ML), y la variante MTZ es el segundo mejor modelo. Por último, la variación general reporta mayores tiempos de ejecución y valores GAP más altos. Los modelos presentan buen desempeño para instancias de pequeño y mediano tamaño. Conclusiones: En esta investigación se presenta una metodología general que puede ser adaptada a diferentes aplicaciones del problema integrado de inventarios y enrutamiento con múltiples vehículos. Se comprobó que las respuestas generadas son de buena calidad, destacando la eliminación de sub-tours por medio del modelo de flujos y la gestión de inventarios bajo la política ML. Los trabajos futuros deben encaminarse en busca de nuevas alternativas a la optimización exacta, tales como las heurísticas o metaheurísticas, que permitan estar lo más cerca posible del óptimo en tiempos de computación más cortos. Además, se podrían considerar demandas estocásticas y el manejo de productos perecederos, entre otros.

Abstract Context: Inventory control and distribution are key processes in the loss of both efficiency and effectiveness in the field of logistics at the global level. According to the Colombian National Planning Department, for the year 2020, the items of transportation, storage, and inventory account for 73,9 % of the total logistics costs. Solving the multi-vehicle Inventory Routing Problem (IRP) is an alternative to making cycle times shorter, more flexible, and less expensive. Method: This article describes and compares mathematical models in the literature for the basic problem, adapting it to its multi-vehicle variant and solving it by means of mixed-integer programming models, via the solution of instances of low and medium mathematical complexity, proposing two ways to manage the inventory and three ways to eliminate the creation of sub-tours. To obtain the results, the AMPL software is used in a computer with an Intel Core i5-5200U CPU@ 2.2 GHz processor and 4 GB RAM, considering a maximum runtime of one hour. Results: The flow model shows the best performance in terms of computational times and response quality regarding the maximum level (ML) policy, and the MTZ variant is the second-best model. Finally, the overall variation exhibits longer execution times and higher GAP values. The models perform well for small- and medium-sized instances. Conclusions: This research presents a general methodology that can be adapted to different applications of the integrated problem of inventory and routing with multiple vehicles. It was verified that the responses generated are of good quality, highlighting the elimination of sub-tours through the flow model and inventory management under the ML policy. Future work should be directed towards finding new alternatives to exact optimization, such as heuristics and metaheuristics, which allow being as close as possible to the optimum in shorter computation times. In addition, stochastic demands could be considered, as well as the handling of perishable products, among others.

Multi-objective Location and Routing Problem: A Review

Resumen Contexto: El problema de localización y ruteo constituye una de las principales temáticas en el área de logística e investigación de operaciones con un enfoque hacia la minimización de los costos totales del sistema. Sin embargo, en la gestión de la cadena de suministro, que actualmente presenta una tendencia hacia la sostenibilidad, la mayoría de las decisiones involucra la optimización simultánea de diversos objetivos, incluyendo perspectivas económicas, sociales y ambientales, de lo cual surge el problema de localización y ruteo con múltiples objetivos. Método: Se realiza una revisión sistemática de la literatura sobre el problema de localización y ruteo con múltiples objetivos, consultando las bases de datos Scopus y Web of Science. De acuerdo con unos criterios de selección específicos, se identifican 99 artículos científicos asociados a la temática durante el periodo comprendido entre 1989 y 2022, los cuales se clasifican según el tipo de aplicación. Resultados: Se describen las características más importantes para cada una de las aplicaciones del problema de localización y ruteo con múltiples objetivos en la literatura y se realiza una revisión de las investigaciones según sus objetivos de estudio y métodos de solución, para finalmente identificar las oportunidades de investigación principales. Conclusiones: En primer lugar, la mayoría de los estudios sobre el problema de localización y ruteo multiobjetivo han estudiado la gestión de residuos, la distribución de elementos de socorro, los productos perecederos, el problema de localización y ruteo verde, la cadena de frío y la distribución de bebidas. El objetivo de optimización de mayor implementación es la minimización de costos, combinado con otros objetivos: minimización de riesgos, impactos ambientales, minimización de tiempo, maximización de la satisfacción del cliente, balance de carga de trabajo y confiabilidad rutas. Por otra parte, se aplican métodos exactos y aproximados multiobjetivo para dar solución al problema, siendo los algoritmos evolutivos los más usados para modelos de mayor complejidad. Finalmente, las investigaciones actuales están orientadas al desarrollo de modelos bajo condiciones de incertidumbre y estocásticos, múltiples periodos, ventanas de tiempo, múltiples escalones y flota heterogénea.

Abstract Context: The location and routing problem is one of the main issues in logistics and operations research oriented to minimize the system's total costs. However, in the supply chain management trend towards sustainability, most decisions introduce the optimization of several objectives simultaneously, including economic, social, and environmental perspectives, from which the multi-objective location and routing problem arises. Method: This study reviews 99 scientific articles about the multi-objective location and routing problem published between 1989 and 2022 in Scopus and Web of Science databases. The papers are selected according to specific criteria and classified based on their application. Results: This paper describes the most important characteristics of each application of the multi-objective location and routing problem in the literature. It reviews the articles according to their study objectives and solution methods to identify future research opportunities. Conclusions: First, most papers on the multi-objective location and routing problem have studied waste management, relief distribution, perishable products, green location and routing problems, cold chain, and beverage distribution. Cost minimization is the most implemented optimization objective, in combination with other goals: risk minimization, environmental impact, time minimization, customer satisfaction maximization, workload balance, and route reliability. Additionally, the problem is solved using exact and approximate multi-objective methods, with evolutionary algorithms being the most suitable for complex models. Finally, current research is oriented toward developing models under uncertainty and stochastic problems, multiple periods, time windows, multiple echelons, and heterogeneous vehicle fleets.

Mechanic Characterization of Natural Rubber Mixtures and Cellulose Waste from the Automotive Sector with a Focus on the Footwear Industry

Resumen Contexto: Esta publicación muestra un potencial uso para los residuos provenientes de la industria automotriz, en este caso residuos originados en el proceso de fabricación de empaques y sellos para motocicletas, que en la actualidad no tienen un uso final. Además, debido a la capa superficial de caucho de altas prestaciones, presentan un proceso de degradación extenso, lo cual constituye un factor perjudicial para el medio ambiente y contribuye al calentamiento global. Método: Primero se realizó la trituración de los residuos, posteriormente su tamizado y selección por granulometría, y por último se realizó una mezcla con el caucho natural a través del masticado en cilindros abiertos para obtener el máster, que fue vulcanizado en un molde de suela para zapatos. El producto final fue caracterizado mecánicamente con las técnicas tensión-elongación, desgaste, dureza, flexión y rasgadura. Resultados: La mezcla obtenida abre una ventana hacia el diseño de productos utilizando residuos de sellos y empaques para motor. Será posible diseñar otras propuestas para cauchos funcionalizados, orientados al desarrollo de aplicaciones de calzado ecológico. Conclusiones: La mezcla de residuos de celulosa provenientes del sector de sellos para motor con caucho natural proyecta la reducción del impacto negativo generado por estos residuos y propone una economía circular, en este caso con el desarrollo de materia prima para el sector del calzado.

Abstract Context: This publication shows a potential use for waste from the automotive industry, namely waste originating in the manufacturing process of gaskets and seals for motorcycles, which currently do not have a final use. In addition, due to their high-performance rubber surface layer, they imply an extensive degradation process, which constitutes a harmful factor for the environment and contributes to global warming. Method: First, the crushing of the residues was carried out, then their sieving and selection via granulometry, and finally a mixture with the natural rubber through chewing in open cylinders in order to obtain the master, which was vulcanized in a shoe sole mold. The final product was mechanically characterized via the techniques, tension-elongation, wear, hardness, bending, and tearing. Results: The obtained mixture opens a window to the design of products using residues from seals and gaskets for motors. It will be possible to design other proposals for functionalized rubbers, oriented towards the development of ecological footwear applications. Conclusions: The mixture of cellulose waste from the motor seal sector and natural rubber shows promise for the reduction of the negative impact caused by these wastes and proposes a circular economy -in this case, with the development of raw material in the footwear sector.

Numerical Study on the Structural Behavior of the Blade Profile of a Savonius-Type Rotor while Implementing a Multiblade Geometry

Abstract Context: This study evaluates the structural stability of a Savonius-type rotor by implementing a multiblade profile, with the purpose of reducing the resistance to movement and consequently improving aerodynamic performance. The rotor with the profile under study was compared against rotors with conventional semicircular and split Bach profiles. Method: The fluid-structure interaction was analyzed by numerically simulating the three rotors, and the state of stresses and deformations was determined under a normal operating regime. The rotors were assigned the same construction material, and they were studied under the same parameters and models of fluid dynamics and computational mechanics via the ANSYS software. Results: The results obtained showed a better structural behavior in the rotor with the multiblade configuration, reducing the maximum equivalent stress by 59,10 and 42,87 % and the deformations by 47,40 and 33,59 % with respect to the rotors with the conventional semicircular and split Bach profiles, respectively. Conclusions: The multiblade configuration allows for greater aerodynamic and structural performance while preserving the construction and operation simplicity that characterize Savonius-type rotors.

Resumen Contexto: Este estudio evalúa la estabilidad estructural de un rotor tipo Savonius implementando un perfil multielemento, con el propósito de reducir la resistencia al movimiento y mejorar así el rendimiento aerodinámico. El rotor con el perfil en estudio se comparó con rotores de perfiles semicircular convencional y Bach dividido. Método: Se analizó la interacción fluido-estructura mediante la simulación numérica de los tres rotores, y se determinó el estado de esfuerzos y deformaciones en un régimen normal de operación. A los rotores se les asignó el mismo material de construcción, y estos fueron estudiados bajo los mismos parámetros y modelos de la dinámica de fluidos y mecánica computacional a través del software ANSYS. Resultados: Los resultados obtenidos evidenciaron un mejor comportamiento estructural en el rotor con la configuración multielemento, al reducir el esfuerzo equivalente máximo en 59,10 y 42,87 % y las deformaciones en 47,40 y 33,59 % con respecto a los rotores de perfiles semicircular convencional y Bach dividido respectivamente. Conclusiones: La configuración multielemento permite un mayor rendimiento aerodinámico y estructural, a la vez que se conserva la simplicidad de construcción y operacional que caracterizan al rotor tipo Savonius.

A Model for Documenting Requirements Elicitation

Abstract Context: This work proposes a model to document the elicitation of requirements in the field of Requirements Engineering. Method: A systematic review of the literature was conducted to determine the validity and effectiveness of the existing models for documenting requirements elicitation. Results: By analyzing the results of this review, it was concluded that it is possible - and that is required - to take the best documented practices and add principles from logic, abstraction, and formal methods to them in order to structure a semi-formal model for documenting elicitation. Those currently proposed focus on techniques to collect information and pay little attention to documentation. In addition, these models are mainly based on natural language, which makes their interpretation difficult, and they generate re-processing in later stages of the life cycle due to ambiguities. Conclusions: This article describes a structured model, as well as its application and validation by, comparing it against five models found in the review.

Resumen Contexto: En este trabajo se propone un modelo para documentar la elicitación de requisitos en el área de Ingeniería de Requisitos. Método: Se realizó una revisión sistemática de la literatura para determinar la validez y efectividad de los modelos que existen para documentar la elicitación de requisitos. Resultados: Analizando los resultados de esta revisión, se concluyó que es posible -y así se requiere- tomar las mejores prácticas documentadas y agregarles principios de lógica, abstracción y métodos formales para estructurar un modelo semiformal para documentar la elicitación. Los que se proponen actualmente se centran en las técnicas de recogida de información y prestan poca atención a la documentación. Además, estos modelos se basan principalmente en el lenguaje natural, por lo cual es difícil su interpretación, y generan reprocesos para las etapas posteriores del ciclo de vida debido a las ambigüedades. Conclusiones: En este artículo se describe un modelo estructurado, así como su aplicación y validación mediante la comparación con cinco modelos encontrados en la revisión.

MPPT Charge Controller with State of Charge Estimation Method based on Ampere-Hour Counting and Open Circuit Voltage

Resumen Contexto: Los sistemas fotovoltaicos desconectados de la red son una de las principales alternativas para suplir la necesidad de electricidad en zonas rurales donde la conexión a los sistemas tradicionales de electrificación no es posible. Entre los componentes del sistema fotovoltaico, el controlador de carga debe adaptar los niveles de corriente y voltaje para almacenar en baterías la energía entregada por los paneles. Método: En este trabajo se implementó y evaluó un controlador de carga de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) basado en la técnica de perturbación y observación (P&O). Adicionalmente, se estimó el estado de carga de la batería combinando los métodos de conteo de amperios-hora y voltaje de circuito abierto. El controlador implementa un algoritmo de carga de dos fases para baterías de ácido-plomo. Resultados: El controlador de carga desarrollado obtuvo una eficiencia promedio de 84,7 % y alcanzó un valor máximo de 96,3 %. Adicionalmente, el algoritmo de carga de dos fases y el método de estimación del estado de caga implementados en el controlador permitieron un control adecuado y monitoreo de los procesos de carga y descarga de la batería. Conclusiones: El controlador de carga propuesto sigue el punto de máxima potencia del panel solar y permite almacenar energía en baterías de ácido-plomo a la vez que monitorea el estado de carga de estas.

Abstract Context: Off-grid photovoltaic systems are one of the main alternatives to fulfill the need for electricity in rural areas where the connection to traditional electrification systems is not possible. Among the components of a photovoltaic off-grid system, the charge controller must adapt the voltage and current levels to store the energy delivered by the panels in batteries. Method: In this work, a maximum power point tracking (MPPT) charge controller based on the Perturbation and Observation (P&O) technique was implemented and evaluated. Additionally, the state of charge of the battery was estimated by combining the ampere-hour counting method and the open-circuit voltage. The controller implements a two-phase charging algorithm for lead-acid batteries. Results: The developed charge controller obtained an average efficiency of 84,7% and reached a maximum value of 96,3%. In addition, the two-phase charging algorithm and the state of charge estimation method implemented in the controller allowed for the adequate control and monitoring of the battery charging and discharging processes. Conclusions: The proposed charge controller follows the maximum power point of the solar panel and allows storing energy in lead-acid batteries while supervising their state of charge.

Defending State-Feedback Based Controllers Against Sensor Attacks

Abstract Context: This paper is motivated by the need to improve the resilience of industrial control systems. Many control systems currently operating in the industry were designed and implemented before the boom in communications (wired and wireless networks) within industrial control systems. However, nowadays, they operate connected to the communications network. This increase in connectivity has made these systems susceptible to cyber-attacks that seek to deteriorate the proper operation of the control loop, even when affecting only one sensor. Method: Concepts from fault tolerant control and classic control theory are used to show that it is possible to reconstruct the system state without (any) one of the system outputs. This is employed in the control action signal recalculation through an algorithm of attack detection and isolation, in order to prevent an attack being from fed back to the system, mitigating its effect. This work shows the effectiveness of our proposal with simulations on a four tanks testbed using Matlab and Simulink. Results: This work demonstrates that a bank of unknown input observers can be designed to recover true information from attacked sensors, i.e., the information without the effect of the attack. Therefore, the estimate obtained from said observers can be utilized for computing a control action that mitigates the effect of the attack. Conclusions: This mitigation prevents a single sensor attack from significantly impairing the action of low-level controllers, improving the resilience of the system by only modifying the digital controller architecture. This development is limited to cyber-attacks on system sensors happening one at a time, which can still seriously compromise the system behavior. Future work will address the extension of the results to situations with simultaneous attacks on more than one sensor and/or consider attacks on the control system actuators.

Resumen Contexto: La motivación de este artículo es la necesidad de mejorar la resiliencia en sistemas de control industriales. Muchos de los sistemas de control que operan actualmente en la industria fueron diseñados e implementados antes de que se diera el boom de las comunicaciones (cableadas a inalámbricas) dentro de los sistemas de control industrial. Sin embargo, estos sistemas funcionan conectados en red. Dicho incremento en la conectividad ha hecho que estos sistemas sean susceptibles a ataques cibernéticos que buscan degradar la operación adecuada del lazo de control con tan solo afectar un sensor. Método: Se utilizan conceptos de control tolerante a fallos y teoría de control clásica para demostrar que es posible estimar el estado del sistema sin una de las salidas del sistema (cualquiera). Esto se emplea para recalcular la acción de control a partir de un algoritmo que detecta y aisla el ataque, evitando que este sea realimentado al sistema y, por ende, mitigando su efecto. Este trabajo muestra la efectividad de nuestra propuesta con simulaciones desarrolladas sobre Matlab y Simulink para un sistema de cuatro tanques. Resultados: Este trabajo demuestra que se puede diseñar un banco de observadores de entrada desconocida para recuperar la información real de sensores atacados, i.e., la información del sensor sin el efecto del ataque. Por lo tanto, el estimado obtenido de dicho banco de observadores puede utilizarse para para recalcular la acción de control que mitigue el efecto del ataque. Conclusiones: Esta mitigación previene que ataques en algún sensor puedan comprometer significativamente el desempeño del sistema, mejorando su resiliencia a partir únicamente de la modificación de la arquitectura del controlador digital. Este desarrollo está limitado a ataques que ocurren uno a la vez en cualquier sensor, pero que aún así pueden afectar fuertemente el desempeño del sistema. Los trabajos futuros abordarán la extensión de los resultados a situaciones donde ocurran ataques simultáneos en más de un sensor y/o considerarán ataques en los actuadores del sistema.

Comparative Analysis of Boost and Hybrid Boost Converters

Abstract Context: In power electronics applications, it is important to make comparisons between converters to choose the device that best suits a particular application. This paper compares the Boost converter and the hybrid Boost converter. The operating models of both converters under study are developed and explained in detail to allow for a proper comparison and analysis. Method: Using the passive sign law, the differential equations that govern the behavior of each converter are determined upon the basis of their switching states. Then, circuit simulations are performed by using the OpenModelica software to analyze the output signals of both converters with the same input parameters. Results: Comparisons of voltage and current gains, current and voltage time response, and ripple were obtained. Additionally, the efficiency was analyzed by adding resistive losses in each passive element of both converters. Conclusions: For high duties, the hybrid Boost converter has a greater capacity to increase the output voltage than the Boost converter. It was also found that the hybrid Boost converter has a low overshoot and a low ripple in the time response of its output signals. However, this converter is less efficient.

Resumen Contexto: En las aplicaciones de electrónica de potencia, es importante realizar comparaciones entre convertidores para escoger el dispositivo que mejor se adapte a una aplicación en particular. Este artículo compara el convertidor Boost y el convertidor Boost híbrido. Los modelos de operación de ambos convertidores en estudio se desarrollan y explican en detalle para permitir una adecuada comparación y análisis. Método: Mediante la ley pasiva de signos, se encuentran las ecuaciones diferenciales que rigen el comportamiento de cada convertidor con base en sus estados de conmutación. Acto seguido, se realizan simulaciones circuitales en el software OpenModelica para analizar las señales de salida de ambos convertidores con los mismos parámetros de entrada. Resultados: Se obtuvieron comparaciones de ganancia de voltaje y corriente, respuesta en el tiempo de corriente y voltaje, rizados. Además, se analizó la eficiencia al añadir pérdidas resistivas en cada elemento pasivo de ambos convertidores. Conclusiones: Para anchos de pulso altos, el convertidor Boost híbrido tiene una mayor capacidad de elevar el voltaje de la salida que el convertidor Boost. También se encontró que el convertidor Boost híbrido presenta bajos sobrepicos y rizados en la respuesta en el tiempo de sus señales de salida. Sin embargo, este convertidor es menos eficiente.

Evaluation of Protocols for the Synthesis of Copper or Copper Oxides Nanoparticles

Resumen Contexto: Las nanopartículas de cobre u óxidos de cobre son materiales de interés para la agricultura por sus múltiples propiedades, entre ellas su actividad antimicrobiana, que resulta útil en el control biológico de plagas. Diversos autores han reportado que las nanopartículas con tamaño inferior a 50 nm tienen mayor efecto antimicrobiano. De acuerdo con esto, este estudio tuvo como objetivo comparar diferentes protocolos de síntesis de nanopartículas de cobre u óxidos de cobre, con el propósito de obtener NPs de tamaños adecuados para su futura evaluación en el control biológico de especies que afectan comúnmente los cultivos en Colombia. Método: Se evaluaron cinco protocolos de síntesis, cuatro de ellos clasificados como métodos de síntesis química verde y el otro como síntesis biológica. Las nanopartículas obtenidas fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-Vis, DLS, TEM, FTIR, DRX, SEM y EDS. Resultados: El protocolo 3, que utiliza sulfato de cobre pentahidratado como sal precursora, ácido ascórbico como agente reductor y almidón como estabilizante, resultó ser el más adecuado, pues con él se obtuvieron nanopartículas esféricas de cobre metálico con un tamaño promedio de 4,5 nm. Conclusiones: Fue posible comparar las metodologías de obtención de nanopartículas de cobre y óxidos de cobre, analizar el efecto de las condiciones de síntesis en sus características y finalmente obtener un protocolo para sintetizar nanopartículas de cobre con un tamaño adecuado para un potencial uso en aplicaciones de control biológico.

Abstract Context: Copper or copper oxide nanoparticles are materials of interest in the field of agriculture due to their multiple properties, including their antimicrobial activity, which is useful in the biological control of pests. Several authors have reported that nanoparticles smaller than 50 nm have a greater antimicrobial effect. Accordingly, this study aimed to compare different synthesis protocols, with the purpose of obtaining copper or copper oxide nanoparticles with adequate size for their subsequent evaluation in the biological control of species that commonly affect crops in Colombia. Method: Five synthesis protocols were evaluated, four of them classified as green chemical synthesis methods, and the other as biological synthesis. The obtained nanoparticles were characterized via UV-Vis spectroscopy, DLS, TEM, FTIR, XRD, SEM, and EDS. Results: Protocol 3, which uses copper sulfate pentahydrate as precursor salt, ascorbic acid as reducing agent, and starch as stabilizer, proved to be the most suitable, as spherical metallic copper nanoparticles with a size of 4,5 nm were obtained with it. Conclusions: It was possible to compare methodologies for copper and copper oxide nanoparticles production, analyze the effect of synthesis conditions on their characteristics, and finally obtain a protocol to synthesize copper nanoparticles with an adequate size for potential use in biological control applications.