Universidad Industrial de Santander: Revistas Institucionales UIS
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A Novel CMOS reconfigurable rectifier for wearable piezoelectric energy harvesters
Get PDFWearable energy harvesters have potential application in the conversion of human-motion energy into electrical energy to power smart health-monitoring devices, the textile industry, smartwatches, and glasses. These energy harvesters require optimal rectifier circuits that maximize their charging efficiencies. In this study, we present the design of a novel complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) reconfigurable rectifier for wearable piezoelectric energy harvesters that can increase their charging efficiencies. The designed rectifier is based on standard 0.18 µm CMOS process technology considering a geometrical pattern with a total silicon area of 54.765 µm x 86.355 µm. The proposed rectifier circuit has two transmission gates (TG) that are composed of four rectifier transistors with a charge of 45 kΩ, a minimum input voltage of 500 mV and a maximum voltage of 3.3 V. Results of numerical simulations of the rectifier performance indicate a voltage conversion efficiency of 99.4% and a power conversion efficiency up to 63.3%. The proposed rectifier can be used to increase the charging efficiency of wearable piezoelectric energy harvesters.Los recolectores de energía para dispositivos portables tienen una aplicación potencial en la conversión de la energía del movimiento humano en energía eléctrica para alimentar dispositivos inteligentes de monitoreo de la salud, de la industria textil, así como de relojes y lentes inteligentes. Estos recolectores de energía requieren circuitos rectificadores óptimos que maximicen sus eficiencias de carga. En este estudio se presenta el diseño de un novedoso rectificador reconfigurable metal óxido semiconductor complementario (CMOS) para recolectores de energía piezoeléctrica portables que puede aumentar sus eficiencias de carga. El rectificador diseñado se basa en la tecnología de proceso CMOS estándar de 0,18 µm considerando un patrón geométrico con un área total de silicio de . El circuito rectificador propuesto tiene dos puertas de transmisión (TG) que están compuestas por cuatro transistores rectificadores con una carga de 45 kΩ, un voltaje mínimo de entrada de 500 mV y un voltaje máximo de 3,3 V. Los resultados de las simulaciones numéricas del funcionamiento del rectificador indican una eficiencia de conversión de voltaje del 99,4 % y una eficiencia de conversión de potencia de hasta el 63,3 %. El rectificador propuesto puede utilizarse para aumentar la eficiencia de carga de los recolectores de energía piezoeléctrica portables
Hidrólise enzimática de capimmaralfalfa (Pennisetum sp) submetida a extrusão úmida
Get PDFSe evaluó el efecto de la extrusión del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) sobre la composición química de la pared celular y la digestibilidad in vitro de la materia seca y de la fibra en detergente neutro. Para ello se recolectaron siete muestras (10,0 kg/muestra) del mismo lote, con 51 días de rebrote y se picaron a 2 cm. Tres de estas muestras, tomadas al azar, se procesaron frescas en un extrusor de tornillo cónico girando a 1050 rpm y con salida de 3 mm, mientras que las otras cuatro fueron extruidas en el mismo equipo con salida de 1 mm. En las muestras de pasto crudo y en las de los bagazos procedentes de la extrusión se determinó el contenido de fibra en detergente neutro, fibra en detergente ácido, lignina endetergente ácido, digestibilidad in vitro de la materia seca y digestibilidad in vitro de la fibra en detergente neutro. Se aplicó la prueba de T de Student para analizar el efecto del tipo de tratamiento, tanto entre ellos como respecto al pasto fresco. Los resultados indican que, con relación al pasto fresco, la extrusión generó un bagazo con alto contenido de fibra en detergente neutro, incrementó la digestibilidad in vitro de la materia seca en 8,81% y la de la digestibilidad in vitro de la fibra en detergente neutro en 20,6%, pero no diferencia con el tamaño de la salida del extrusor (p<0,1). Se concluye que el proceso de extrusión como fue aplicado al pasto maralfalfa en este experimento mejora la digestibilidad de la materia seca y de la fibra en detergente neutro.Foi avaliado o efeito da extrusão do capim maralfalfa (Pennisetum sp) na composição química da parede celular e a digestibilidade in vitro da matéria seca e da fibra em detergente neutro. Sete amostras (10,0 kg/amostra) foram coletadas do mesmo lote, com 51 dias de recrescimento, e picadas 2 cm. Três deles, tomados ao acaso, foram processados frescos em uma extrusora de rosca cônica girando a 1050 rpm e com saída de 3 mm, enquanto os outros quatro foram no mesmo equipamento com saída de 1 mm. Nas amostras do capim fresco e dos bagaços da extrusão, foram determinados o teor de fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, lignina em detergente ácido, digestibilidade in vitro damatéria seca e fibra em detergente neutro. O teste T de Student foi aplicado para analisar o efeito do tipo de tratamento, tanto entre eles como em relação ao capim fresco. Os resultados indicam que, em relação ao capim fresco, a extrusão gerou um bagaço com alto teor de fibra em detergente neutro, aumentou a digestibilidade in vitro da matéria seca em 8,81% e a da fibra em detergente neutro em 20,6%, mas não diferiu devido ao tamanho da saída da extrusora (p<0,1). Conclui-se que o processo de extrusão aplicado ao capim-maralfalfa neste experimento melhora a digestibilidade da matéria seca e da fibra em detergente neutro.The effect of extrusion of maralfalfa grass (Pennisetum sp) on the chemical composition of the cell wall and the in vitro digestibility of dry matter and fiber in neutral detergent was evaluated. Seven samples (10.0 kg/sample) were collected from the same batch, with 51 days of regrowth, and chopped 2 cm. Three of them, taken at random, were processed fresh in a conical screw extruder turning at 1050 rpm and with 3 mm output, while the other four were extruded in the same equipment with 1 mm output. In the samples of raw grass and bagasse from the extrusion, the fibre content in neutral detergent, fibre in acid detergent, lignin in acid detergent, in vitro digestibility of dry matter and in vitro digestibility fibre inneutral detergent were determined. The Student T test was applied to analyze the effect of the type of treatment, both among them and with respect to fresh grass. The results indicate that, with respect to fresh grass, the extrusion generated a bagasse with high fiber content in neutral detergent, increased the in vitro digestibility of dry matter by 8.81 % and that of fiber in neutral detergent by 20.6 %, but did not differ due to the size of the extruder outlet (p<0.1). It is concluded that the extrusion process as applied to maralfalfa grass in this experiment improves the digestibility of dry matter and fiber in neutral detergent
Security perspective of wireless sensor networks
Get PDFIn Wireless Sensor Networks (WSN), nodes are vulnerable to security attacks because they are installed in a harsh environment with limited power and memory, low processing power, and medium broadcast transmission. Therefore, identifying threats, challenges, and solutions of security and privacy is a talking topic today. This article analyzes the research work that has been carried out on the security mechanisms for the protection of WSN against threats and attacks, as well as the trends that emerge in other countries combined with future research lines. From the methodological point of view, this analysis is shown through the visualization and study of works indexed in databases such as IEEE, ACM, Scopus, and Springer, with a range of 7 years as an observation window, from 2013 to 2019. A total of 4,728 publications were obtained, with a high rate of collaboration between China and India. The research raised developments, such as advances in security principles and defense mechanisms, which have led to the design of countermeasures in intrusion detection. Finally, the results show the interest of the scientific and business community in the use of artificial intelligence and machine learning (ML) to optimize performance measurements.En las Redes de Sensores Inalámbricos (WSN), los nodos son vulnerables a los ataques de seguridad porque están instalados en un entorno difícil, con energía y memoria limitadas, baja capacidad de procesamiento y transmisión de difusión media; por lo tanto, identificar las amenazas, los retos y las soluciones de seguridad y privacidad es un tema candente hoy en día. En este artículo se analizan los trabajos de investigación que se han realizado sobre los mecanismos de seguridad para la protección de las WSN frente a amenazas y ataques, así como las tendencias que surgen en otros países junto con futuras líneas de investigación. Desde el punto de vista metodológico, este análisis se muestra a través de la visualización y estudio de trabajos indexados en bases de datos como IEEE, ACM, Scopus y Springer, con un rango de 7 años como ventana de observación, desde 2013 hasta 2019. Se obtuvieron un total de 4.728 publicaciones, con un alto índice de colaboración entre China e India. La investigación planteó desarrollos, como avances en los principios de seguridad y mecanismos de defensa, que han llevado al diseño de contramedidas en la detección de intrusiones. Por último, los resultados muestran el interés de la comunidad científica y empresarial por el uso de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático (ML) para optimizar las medidas de rendimiento
An inexact Newton algorithm for horizontal complementarity
Get PDFEn este artículo, proponemos un nuevo algoritmo tipo Newton inexacto para resolver el problema de complementariedad horizontal mediante su reformulación como un problema de minimización restricto. El algoritmo usa la estrategia de combinar una dirección Newton inexacta con su proyección sobre el conjunto factible; esta última opción solo se usa cuando se necesita garantizar factibilidad. Además, presentamos un análisis teórico y numérico del nuevo algoritmo.In this article, we proposed a new inexact Newton algorithm to solve the horizontal complementarity problem from its reformulation as a constrained minimization problem. The algorithm uses an inexact Newton direction and it uses the orthogonal projection of that direction on the feasible set only when it is necessary to guarantee feasibility. Moreover, we present a theoretical and numerical analysis of the proposed algorithm
Induced (E,M)−structures on Topological Categories
Get PDFEn este artículo describimos una estructura categórica conveniente respecto a una clase de monomorfismosMy una clase de epimorfismos E, para cada categoría topológica. En particular, mostramos que la estructura que introducimos aquí, que es inducida por functores topológicos y levantamientos iniciales, permite el estudio de algunas subcategorías M−correflexivas de una categoría topológica. Prestamos atención especial a estructuras proyectivas.In this paper, we describe a convenient categorical structure with respect to a class of monomorphisms M and epimorphisms E for any topological category. We show in particular that the structure that we introduce here, which is induced by topological functors and their initial liftings, allows the study of some M−coreflective subcategories of a topological category. We pay special attention to projective structures
Propiedades de ingeniería de concretos híbridos activados alcalinamente basados en altos contenidos de ceniza volante: un análisis a largas edades
Get PDF Este artículo presenta un análisis a largas edades (≤ 4 años) de las propiedades físico-mecánicas y de durabilidad de concretos híbridos basados en la activación alcalina de una ceniza volante (CV) colombiana de alto contenido de inquemados (sin valor comercial). Se evaluó el efecto del tipo de fuente de calcio, utilizando adiciones del 20 % de escoria siderúrgica de alto horno (ESC) y cemento portland (OPC), en comparación con un concreto basado 100 % en CV. Las propiedades evaluadas incluyen la resistencia a la compresión, tracción indirecta, absorción, densidad, porosidad, sorptividad, resistencia a sulfatos, resistencia al ataque ácido, permeabilidad al ion cloruro, susceptibilidad a la carbonatación y resistencia residual a elevadas temperaturas. Los resultados obtenidos demostraron la viabilidad de alcanzar valores de resistencia a la compresión que ascienden a valores entre 40 y 93 MPa a edades de curado de 4 años. En general, se demostró el buen desempeño físico-mecánico y durable de los concretos GCV/ESC y GCV/OPC.This article presents an analysis at long ages (≤4 years) of the physical-mechanical properties and durability of concrete hybrids. All of them based on the alkaline activation of Colombian fly ash (FA) with a high content of unburned content (without commercial value). The effect of the type of calcium source was evaluated using 20% additions of Ground-granulated Blast-furnace Slag (GGBFS) and Ordinary Portland Cement (OPC), compared to 100% FA-based concrete. The evaluated properties include compressive strength, splitting tensile strength, absorption, density, porosity, sorptivity, sulfate resistance, acid attack resistance, chloride ion permeability, carbonation susceptibility, and residual resistance at elevated temperatures. The results obtained demonstrate the feasibility of reaching compressive strength values that reach values between 40 and 93 MPa at curing ages of 4 years. In general, the good physical-mechanical and durable performance of the concrete GCV / ESC and GCV / OPC was demonstrated
Aportes filosóficos para una agenda de mujer y construcción de paz en Colombia
Get PDFLos acuerdos de paz concertados entre el gobierno colombiano y las FARC en 2016 se han visto no solo como la finalización del conflicto armado, sino como la posibilidad de imaginar y construir una sociedad inclusiva, justa y participativa. Se ha argumentado que los acuerdos de paz son la ruta más corta para lograr los objetivos del Estado democrático, y cumplir con lo estipulado en su narración como parte de un pacto social que conlleva a la convivencia pacífica. Sin embargo, una mirada detallada y crítica a los lugares descriptivos y, por ende, prácticos a los acuerdos desde un punto de vista del feminismo centrado en la noción de diferencia revela en los acuerdos un sentido de exclusión y marginalización de la mujer que reproduce los marcos teóricos de un feminismo centrado en la igualdad y la equidad. El pensamiento filosófico de Luce Irigaray permite fracturar y descentrar las lógicas masculinas en la tradición filosófica de occidente y abre paso a la diferencia como concepto que recrea y re-imagina el espacio público y el marco político. Así, se posibilita una inclusión que fortalece la ciudadanía como derecho y como única garante de la reconciliación en la sociedad colombiana.The peace agreement concluded between the Colombian government and the FARC in 2016 has been seen not only as the end of the armed conflict, but also as the possibility of imagining and building an inclusive, fair and participatory society. It has been argued that the peace agreements are the shortest route to achieve the objectives of the State and comply with what is stipulated in its narrative as part of a social pact that leads to peaceful coexistence. However, a detailed and critical look at the descriptive and therefore practical framework of the agreements from a feminist perspective focused on difference, reveals an intentional sense of exclusion and marginalization of women that reproduces the theoretical frameworks of a feminism focused on equality and equity. Luce Irigaray's philosophical thinking allows fracturing and decentralizing the masculine logic in the Western philosophical tradition and opens the way for difference as a concept that recreates and reimagines the public and political space as a possibility for inclusion that strengthens citizenship as a right and sole guarantor of reconciliation in Colombian society
Nursing agency for schoolchildren with special needs
Get PDFIntroduction: Educational institutions are spaces in which the incursion of the nursing professional is required in order to strengthen health promotion and disease prevention activities, to which are added specific care assistance activities when schoolchildren with special needs are addressed. Objective: to analyze the need of nursing care in schoolchildren with special needs in an educational institution located in southern Chile, according to the self-care deficit theory of Dorothea Orem and diagnostic taxonomies. Methodology: An anonymized registry containing the general and health characteristics of 35 schoolchildren with special needs was taken as a basis, in addition to the average care activities that were carried out for 6 months. The data were analyzed in a descriptive quantitative way, and through its relation to Dorothea Orem's self-care deficit theory, and nursing diagnostic taxonomies. Results: Different complex health conditions were evidenced in the students that mostly required partially or fully compensatory systems, as well as various unaddressed care needs facing real or risk problems. Discussion: The need for nursing professionals is evidenced to comprehensively address both students and the educational community. Conclusions: The presence of nursing professionals in educational establishments allows providing complex, safe, and quality care, that are achieved thanks to the application of its disciplinary fundamentals.Introducción: Las instituciones escolares son espacios en los que se requiere la incursión del profesional de enfermería con el fin de fortalecer actividades de promoción de la salud y prevención de la enfermedad, a lo cual se suman actividades asistenciales de cuidado específico cuando se abordan escolares con necesidades especiales. Objetivo: analizar la necesidad de cuidados de enfermería en escolares con necesidades especiales en una institución educativa ubicada en el sur de Chile, según la teoría del déficit del autocuidado de Dorothea Orem y taxonomías diagnósticas de enfermería. Metodología: Se tomó como base un registro anonimizado que contenía las características generales y de salud de 35 escolares con necesidades especiales, además del promedio de actividades de cuidado que se les realizó durante 6 meses. Los datos se analizaron en forma cuantitativa descriptiva, y mediante su relación con la teoría del déficit del autocuidado de Dorothea Orem, y taxonomías diagnósticas de enfermería. Resultados: Se evidenció en los/as estudiantes diferentes condiciones complejas de salud que requerían en su mayoría sistemas parcial o totalmente compensatorios, al igual que diversas necesidades de cuidado no abordadas frente a problemas reales o de riesgo. Discusión: Se evidencia la necesidad de contar con profesionales de enfermería para abordar en forma integral tanto a los/as estudiantes como a la comunidad educativa. Conclusiones: La presencia de profesionales de enfermería en establecimientos educativos permite brindar cuidados complejos, seguros y de calidad, que se logran gracias a la aplicación de sus fundamentos disciplinares