Tunable antenna design by metamaterial structures operating at S band

Un “metamaterial” por su definición ampliamente aceptada es una estructura construida artificialmente que obtiene sus propiedades materiales de su estructura en lugar de la composición de su material intrínseco. El ámbito de los materiales ha ganado mucha atención dentro de la comunidad científica en la última década. Con los continuos avances y descubrimientos conducen al camino de las aplicaciones prácticas; los metamateriales han ganado la atención de las empresas de base tecnológica y los organismos de defensa interesados en el uso de dispositivos de próxima generación. Las superficies selectivas en frecuencia (FSS) son una variedad potente de metamateriales que, dependiendo de la geometría de la superficie, se pueden utilizar para diseñar propiedades de radiación específicas tales como la emisión direccional, emisión polarizada circular y lineal, y la selectividad espectral. Los elementos de la FSS pueden ser tanto elementos metálicos sólidos como elementos metálicos con aberturas, y en los diseños tradicionales, la superficie selectiva en frecuencia (FSS) normalmente opera en torno a la resonancia de media longitud de onda de los elementos. En este proyecto se va a utilizar una superficie selectiva de frecuencia (FSS) con el fin de realizar metamateriales sintonizables -una amplia clase de metamateriales controlables diseñados artificialmente, y desarrollar una antena sintonizable que trabaje a 2.4 GHz. La FSS consiste en una serie de elementos rectángulos cargados con varactores y capacitores con una película delgada de material ferroeléctrico sintonizable (BST) para el ajuste externo de los parámetros de medio efectivo. Por lo tanto se diseñan unos varactores BST que son colocados entre los elementos metálicos que conforman la FSS. El efecto de la superficie selectiva en frecuencia es estudiado en dos antenas diferentes – antena ELPOSD (End-Loaded Planar Open-Sleeve Dipole) y una antena de parche microstrip. La antena ELPOSD consiste en un dipolo plano convencional con dos elementos parásitos muy juntos, y una carga en cada extremo del dipolo. Los beneficios principales de este tipo de antenas es que, además del rendimiento similar de la antena POSD (Planar Open-Sleeve Dipole) convencional, las antenas ELPOSD pueden ser miniaturizadas. La antena parche utilizada en este trabajo es un elemento metálico cuadrado plano alimentado a través de una línea microstrip. El material ferroeléctrico Barium Strontium Titanate (BST) es un material muy bien conocido hasta el momento. Para diseñar los varactores se utiliza una película delgada de BST, junto con los capacitores interdigitales (IDCs) que se utilizan en la capa del metal. La antena general consiste en un sustrato de múltiples capas donde en una capa se encuentra la Superficie selectiva en frecuencia (FSS) sintonizable y en otra la antena dipolo o antena de parche. La capacidad de la FSS completa varía introduciendo el material ferroeléctrico BST en el varactor. Como puede verse en los resultados, variando la permitividad del material BST de 200 a 300 se consigue una variación en frecuencia de 4.15 GHz a 3.5 GHz con una distancia alrededor de 100 MHz entre frecuencias resonantes. Esto equivale a una variación de la frecuencia alrededor del 8% entre los valores de permitividad adyacentes.A “metamaterial” by its widely accepted definition is an artificially engineered structure that gains its material properties from its structure as opposed to its intrinsic material composition. The field of metamaterials has gained much attention within the scientific community over the past decade. With continuing advances and discoveries leading the way to practical applications, metamaterials have earned the attention of technology-based corporations and defense agencies interested in their use for next generation devices. Frequency Selective Surfaces (FSS) are a potent variety of metamaterials that, depending on the surface geometry, can be used to engineer specific radiation properties such as directional emission, linear and circular polarized emission, and spectral selectivity. The elements of the FSS can either be patches or apertures, and in traditional designs, the FSS usually operates around the half-wavelength resonance of the elements. In this project a Frequency Selective Surface (FSS) is used in order to realize tunable metamaterials –a broad class of controllable artificially engineered metamaterials, and develop a tunable antenna operating at 2.4 GHz. The FSS consist of an array of square patches loaded with varactors and tunable ferroelectric thin film capacitors (BST) for external tuning of the effective medium parameters. Therefore a BST varactor is designed and located between the patches of the FSS. The effect of the Frequency Selective Surface is studied in two different antennas –an End-Loaded Planar Open-Sleeve Dipole (ELPOSD) and a Square Patch. An End-Loaded Planar Open-Sleeve Dipole consist of a conventional planar dipole with two closely spaced parasitic elements, or sleeves, and loaded stubs at the end of the dipole. The main benefits of this type of antennas is that in addition to retaining similar performance to that of conventional planar open-sleeve dipole, end-loaded planar opensleeve dipole (ELPOSD) antennas can be miniaturized. The Square Patch antenna used in this work is a conventional planar square patch feed with a microstrip line. Barium Strontium Titanate (BST) is a well-known ferroelectric material and up to now. A BST thin film is used to design the varactors, along with the Interdigital Capacitors (IDCs) geometry used in the metal layer. The overall antenna consists of a multilayer substrate with tunable FSS layer and dipole or patch antenna. The capacitance of the whole FSS changes introducing the BST ferroelectric material into the varactor. As can be seen in the results, by varying the BST permittivity from 200 to 300, a variation in frequency is achieved from 1.98 GHz to 1.717 GHz with a distance around 100 MHz between resonance frequencies, which equals a variation of the frequency about 8% in the adjacent permittivity values.Ingeniería de TelecomunicaciónTelekomunikazio Ingeniaritz

Diseño de un conjunto de herramientas que permitan la aplicación y enseñanza del pensamiento sistémico en la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad Tecnológica de Pereira

Como estudiantes activos de la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad Tecnológica de Pereira, (FII-UTP), los autores identificaron una necesidad latente de mejora en el proceso de enseñanza aprendizaje al encontrar diferentes vacíos en el día a día de su proceso académico. De allí nació la idea de éste trabajo en el que se investigaron las diferentes partes que conforman la facultad como lo son naturalmente el estudiantado, el cuerpo docente y la administración de la misma, bajo la perspectiva y guía de una disciplina del aprendizaje llamada Pensamiento Sistémico cuyo principal autor, Peter Senge expone en varias publicaciones que se estudiaron previamente al desarrollo del trabajo. La investigación realizada consiste básicamente en el análisis de la facultad como una totalidad en la que intervienen diversidad de factores internos y externos encontrando falencias, fortalezas y posibles soluciones a los problemas hallados tanto en el proceso de enseñanza aprendizaje como en el funcionamiento de la misma según la propia perspectiva de sus integrantes. De acuerdo a esto desarrollar una serie de propuestas que integren el Pensamiento Sistémico al proceso de enseñanza aprendizaje como un paso hacia la mejora continua siendo éste un método que va a la vanguardia del mundo actual en el desarrollo de las llamadas organizaciones inteligentes

Q-Bounded Maximum Directivity of Self-Resonant Antennas

The upper limit on the directivity of self-resonant antennas that fit within a minimum sphere is determined for a given quality factor. This formulation is obtained by analytically solving a rigorous convex problem and is expressed as a rapidly converging analytical series. The total quality factor, inverse of the relative frequency bandwidth, is formulated by considering the quality factors of individual spherical waves. From the exact series, approximate closed-form formulas have been derived, which exhibit high accuracy in complementary ranges of the minimum circumscribed sphere’s radius. These ranges encompass small antennas as well as intermediate to large antennas. Special emphasis is given to small antennas, where the solution is interpreted as combination of dipolar and quadrupolar Huygens’ source contributions with appropriate closed form coefficients. The solution in this range provides continuity to the maximum directivity between 3 and 8 maintaining a constant Q

Estandarizar el proceso de producción de agregados en la empresa Canteras Santa Rita S.A

Cantera Santa Rita S.A es una empresa constituida en el año 1982 en la ciudad de Medellín dedicada a la explotación, producción y venta de materiales triturados y no triturados para la industria de la construcción. El enfoque es principalmente en la producción de arenas y triturados para la producción de concreto, bases, sub-bases, arenilla y piedra para gavión. La empresa actualmente cuenta con 129 trabajadores de los cuales 80 son contratos de forma directa y 49 a través de la temporal Jiro. Igualmente, la flota de equipos y maquinaria está distribuida en 6 plantas de trituración, retroexcavadoras, cargadores, bulldozer, perforadoras de rock drill y volquetas, las cuales forman el conjunto de maquinaria para la extracción y transporte de material. Con el siguiente trabajo se pretende hacer un seguimiento detallado del proceso de producción, evaluando cada una de las áreas operativas, registrando los rendimientos, y analizando los resultados para desarrollar acciones de mejora que permitan aumentar los rendimientos de producción, la productividad humana y mejorar los procesos estandarizando las tareas operativas. Finalmente, con el desarrollo de la práctica se entregará un informe final el cual va a contener todo el marco teórico, los aspectos del marco teórico más relevantes, unas conclusiones y unas recomendaciones a la empresa para la implementación de las acciones de mejora a implementar. Palabras claves: minería, construcción, cantera, producciónCantera Santa Rita S.A is a company established in 1982 in the city of Medellin dedicated to the exploitation, production and sale of crushed and non-crushed materials for the construction industry. The focus is mainly on the production of sand and crushed for the production of concrete, bases, sub-bases, grit and stone for gabion. The company currently has 129 workers, of which 80 are directly contracted and 49 through temporary Jiro. Similarly, the fleet of equipment and machinery is distributed in 6 crushing plants, backhoes, loaders, bulldozers, rock drills and dump trucks, which form the set of machinery for the extraction and transportation of material. With the following work it is intended to make a detailed follow-up of the production process, evaluating each one of the operative areas, registering the yields, and analyzing the results to develop improvement actions that allow to increase the production yields, the human productivity and to improve the processes standardizing operational tasks. Finally, with the development of the practice, a final report will be delivered which will contain the entire theoretical framework, the most relevant aspects of the theoretical framework, some conclusions and some recommendations to the company for the implementation of the improvement actions to be implemented. Keywords: mining, construction, quarry, productio

Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions

Transport sector constitutes the second largest source of global greenhouse gas (GHG) emissions, being the road transportation the main contributor of these emissions. Efforts in the road sector have traditionally focused on vehicle emissions and infrastructure is typically not included in the emissions account. Road environmental impact is estimated to increase by 10% if the stages of road design, construction, and operation were considered. Previous literature has widely study sustainable practices in pavement design and construction, with little attention paid to maintenance. Current state of practice reveals that pavement managers barely consider environmental performance and their evaluations solely rely on technical and economic criteria. This situation creates the need to incorporate, in an integrated manner, technical, economic, and environmental aspects in the design of maintenance programs. The main objective of this research is to develop a tool for the optimal design of sustainable maintenance programs. Given a maintenance budget, the tool aims to maximize the long-term effectiveness of the network while minimizing GHG emissions derived from the application of maintenance treatments. The capability of the proposed tool is analyzed in a case study dealing with an urban pavement network. In comparison to the traditional maintenance policy, the proposed tool designs maintenance programs that increase the average network condition by up to 22% and reduces GHG emissions by 12%. This application also analyzes the effect of different budgetary scenarios in the technical and environmental performance of the network. This application helps pavement managers in the trade-off between budget and network performance.The authors gratefully acknowledge members of the research group at the Pontificia Universidad Catolica de Chile for providing information concerning the case study analyzed in this paper. The research team acknowledges Fondef/Conicyt 2009 for funding the project "Research and Development of Solutions for Urban Pavement Management in Chile" (D0911018) and the National Research Center for Integrated Natural Disaster Management CONICYT/FONDAP/15110017. Funding from CONICYT (CONICYT-PCHA/Doctorado Nacional/2013-63130138) to support this work is sincerely appreciated.Torres Machí, C.; Pellicer Armiñana, E.; Yepes, V.; Chamorro, A. (2017). Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions. Journal of Cleaner Production. 148:90-102. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.100S9010214

Employability of Graduate Students in ConstructionManagement

"This material may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the American Society of Civil Engineers"The economic crisis that currently affects some Western countries has reduced the employability of graduates in the construction industry. Nevertheless, many young professionals consider this situation as an opportunity to further their training, thus the higher enrollment in graduate programs in the construction industry. In light of this scenario, the authors of this paper sought to identify students perceptions of training gaps that affect their employability. The research was based on a case study, conducted in a Spanish graduate program (M.Sc.) in construction management during two consecutive academic years; a questionnaire survey was given to all of the enrolled students at the beginning of the first semester. The statistical analyses consisted of a principal-component analysis of the 21 variables listed as possible explanations for their graduates unemployment and an analysis of variance based on the previously noted principal components. Respondents recognized the intrinsic internal barriers that jeopardized their job opportunities, such as their unwillingness to move to another country, their lack of knowledge of a foreign language and communication skills, or their preferences for only well-paid and comfortable jobs. Other perceived problems were related to economic policy, training gaps, labor market structure, graduate surplus, and setbacks related to business management.Torres Machí, C.; Carrión García, A.; Yepes Piqueras, V.; Eugenio Pellicer (2013). Employability of Graduate Students in ConstructionManagement. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice. 139(2):163-170. doi:10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000139S163170139

Revisión: Métodos de densificación de materiales cerámicos

Ceramics has played an important role in the technological and socio-economic development of humanity, so that they can be used to identify different historical periods of the humanity. Babylonians, Greek, Andalusian, among other cultures have used the ceramics and developed several methods to improve the products obtained by pottery. Generally, the ceramics can be divided into two big areas, traditional and structural ceramics. Ceramics manufactured with clay, Traditional Ceramics, currently they are being studied in the improvement of structural, abrasives, cement, refractory, among other materials. On the other hand, the ceramics developed as a result of new technologies and the exploitation of natural resources, Structural Ceramics, they are a great interest for the science of ceramic materials due to the development of ceramics with properties that incorporate attributes of various materials in only one material, in addition to the contributing to the phenomenological study at a scientific level. Advances in the processes of densification and doping of these materials have allowed to obtain ceramics with high mechanical resistance, high hardness, high resistance to attrition and corrosion, good chemical and thermal stability; features that have directly influenced the type of applications such as bulletproof vests, transparent shields, high temperature electrical insulators, superconducting devices, electronic materials among other applicationsLas cerámicas han tenido un papel muy importante en el desarrollo tecnológico y socioeconómico de la humanidad, a tal punto que pueden ser utilizadas para identificar diferentes periodos históricos de la humanidad. Babilonios, griegos, andaluces, entre otras culturas han utilizado la cerámica y desarrollado diversos métodos para mejorar los productos obtenidos a partir de la alfarería. En general, las cerámicas pueden ser divididas en dos grandes áreas, cerámicas tradicionales y cerámicas estructurales. Las cerámicas fabricadas con arcillas, Cerámicas Tradicionales, actualmente son estudiadas en el mejoramiento de materiales estructurales, abrasivos, cementos, refractarios, entre otros. Por otro lado, las cerámicas desarrolladas como consecuencia de las nuevas tecnologías y la explotación de recursos naturales, Cerámicas Estructurales, son de gran interés para la ciencia de los materiales cerámicos debido al desarrollo de cerámicas con propiedades que logran incorporar atributos de diversos materiales en un único material, además de contribuir con el estudio fenomenológico a nivel científico. Avances en los procesos de densificación y dopaje de estos materiales han permitido obtener cerámicas con alta resistencia mecánica, alta dureza, elevada resistencia al desgaste y a la corrosión, buena estabilidad química y térmica; características que han influido directamente en el tipo de aplicaciones como: chalecos antibalas, blindajes transparentes, aislantes eléctricos de alta temperatura, dispositivos superconductores, materiales electrónicos entre otras aplicaciones. Para que las propiedades sean óptimas se manipula la microestructura del material por medio de los parámetros de densificación los cuales caracterizan cada uno de los métodos, densificación convencional, densificación por impulsos de plasma y densificación por prensado en caliente. Este trabajo pretende establecer una relación entre los diferentes métodos y la influencia de estos en los materiales cerámicos, resaltando semejanzas, eficiencia, vigencia, sus posibles y futuras aplicaciones, ventajas y desventajas de cada métod

Protocolo orientador para la crianza de menores entre 1 y 5 años

Los primeros años de vida representan un momento fundamental para el desarrollo adecuado del ser humano, pues en esos primeros cuidados, mimos, correcciones y formas de comunicación entre el niño y el adulto donde se consolidan hábitos, creencias, e inicia la construcción de las bases de la personalidad del niño o la niña. Respondiendo a esta premisa el siguiente trabajo de grado pretende elaborar un protocolo que sirva como herramienta a los cuidadores de la guardería Vikingos - Medellín Antioquia tomando como base los planteamientos de la inteligencia emocional. El objetivo del protocolo es orientar a los padres de familia y cuidadores a través de la aplicación de estilos de crianza positiva y así favorecer el desarrollo psicosocial de los menores. El método de investigación cualitativa elegido es el análisis del discurso. Para recolectar los datos utilizaremos la entrevista, la población en la que trabajaremos será la guardería Vikingos y la muestra serán los padres de familia y la agente educativa, quien es la encargada del cuidado y el bienestar de los niños y niñas. Como resultados esperaremos: El reconocimiento de la inteligencia emocional y las pautas de crianza, la adquisición de la comunicación asertiva por parte de la agente educativa y los padres con los niños, el entendimiento del contenido de las temáticas, la obtención de técnicas y la incorporación de destrezas. Palabras claves: Desarrollo motor, desarrollo psicosocial, crianza positive, educación, desarrollo físico y cognitivo, desarrollo del lenguaje, hábitos, confianza, bienestar, habilidades, familia.The first years of life represent a fundamental moment for the adequate development of the human, because in those first cares, mimes, corrections and forms of communication between the child and the adult habits are consolidated, beliefs, and the construction of the bases begins of the personality of the boy or girl. In response to this premise, the following work aims to develop a protocol that serves as a tool for the caregivers of the Vikings nursery - Medellin Antioquia, based on the approaches of emotional intelligence. The objective of the protocol is to guide parents and caregivers through the application of positive parenting styles and so promote the psychosocial development of children. The chosen qualitative research method is discourse analysis. To collect the data we will use the interview, the population in which we will work will be the Vikings nursery and the sample will be the parents and the educational agent, who is in charge of the care and well-being of the children. As expected results: The recognition of emotional intelligence and parenting patterns, the acquisition of assertive communication by the educational agent and parents with children, understanding the content of the topics, obtaining techniques and incorporation of skills