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Quantum sensors of magnetic field based on diamond NV centers
Get PDF[SPA] El objetivo principal es el diseño, simulación y análisis de secuencias de detección magnética para sensores cuánticos basados en centros NV de diamante. Estos sensores se están estableciendo entre los sensores cuánticos como candidatos preferentes para su integración en chips. Para su control se utilizan técnicas de resonancia magnética nuclear que caracterizan la respuesta del sistema frente a campos magnéticos. En particular, se implementa y estudia una versión modificada de la secuencia de pulsos Hahn Echo, adaptada al Hamiltoniano dependiente del tiempo de un sistema de espín 1. Para ello, se ha desarrollado e implementado un modelo numérico en Python que resuelve la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo para el sistema, utilizando el método de Runge–Kutta de cuarto orden (RK4) para garantizar precisión y estabilidad en la simulación de la evolución temporal del estado cuántico. La secuencia implementada consiste en un pulso inicial π/2, seguido de un número variable de bloques compuestos por un pulso π y un intervalo de evolución libre de duración τ , finalizando con un último pulso π/2. Los resultados de la simulación demuestran que la señal de detección, cuantificada como la probabilidad final de encontrar el sistema en el estado inicial |0i, depende críticamente de tres parámetros experimentales: la intensidad de los pulsos de microondas (Ω), el número de intervalos de evolución libre (N) y la fase inicial (φ) del campo magnético oscilante externo. Se observa que el uso de pulsos de alta intensidad y un mayor número de intervalos de espera permite una despoblación más efectiva del estado inicial |0i, mejorando la sensibilidad. Además, la fase inicial φ modula la forma de la señal, transformándola de un perfil con un mínimo único (para φ = 0) a una estructura bimodal (para φ = π/2), lo que conlleva un compromiso entre una mayor sensibilidad y una potencial pérdida de robustez frente a la decoherencia. En conjunto, este trabajo sienta las bases para el diseño optimizado de sensores cuánticos de alta precisión. Los resultados subrayan la utilidad de la simulación numérica como herramienta indispensable para explorar y validar protocolos cuánticos complejos antes de su implementación experimental. [ENG] The main objective is the design, simulation, and analysis of magnetic detection sequences for quantum sensors based on diamond NV centers. These sensors are becoming established among quantum sensors as preferred candidates for integration into chips. For their control, nuclear magnetic resonance techniques are used to characterize the systems response to magnetic fields. In particular, a modified version of the Hahn Echo pulse sequence, adapted to the time-dependent Hamiltonian of a spin-1 system, is implemented and studied. To this end, a numerical model has been developed and implemented in Python that solves the time-dependent Schrödinger equation for the system, using the fourth-order Runge–Kutta (RK4) method to ensure precision and stability in the simulation of the time evolution of the quantum state. The implemented sequence consists of an initial π/2 pulse, followed by a variable number of blocks composed of a π pulse and a free evolution interval of duration τ , ending with a final π/2 pulse. The simulation results show that the detection signal, quantified as the final probability of finding the system in the initial state |0i, critically depends on three experimental parameters: the intensity of the microwave pulses (Ω), the number of free evolution intervals (N), and the initial phase (φ) of the external oscillating magnetic field. It is observed that the use of high-intensity pulses and a greater number of waiting intervals allows a more effective depopulation of the initial state |0i, improving sensitivity. Furthermore, the initial phase φ modulates the shape of the signal, transforming it from a profile with a single minimum (for φ = 0) to a bimodal structure (for φ = π/2), which entails a trade-off between higher sensitivity and a potential loss of robustness against decoherence. Altogether, this work lays the foundations for the optimized design of high-precision quantum sensors. The results highlight the usefulness of numerical simulation as an indispensable tool for exploring and validating complex quantum protocols prior to their experimental implementation.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen
Introducción a la ciberseguridad
No full textUnidad introductoria sobre ciberseguridad para la comunidad universitaria de la UPCT. Presenta riesgos, amenazas y glosario, enfatiza el papel del usuario, consejos prácticos (correo, contraseñas, actualizaciones) y normativa de seguridad institucional. Incluye videos, documentos de referencia, lecturas recomendadas, una infografía y un test verdadero/falso para afianzar conceptos clave
Nonlinear partial differential equation models and their solutions: applications to optics
Get PDF[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. Las ecuaciones en derivadas parciales (EDP’s) son la herramienta matemática adecuada para la modelización, descripción y análisis de fenómenos físicos complejos que aparecen en múltiples disciplinas de la ciencia y de la ingeniería. En la física matemática, estas ecuaciones nos permiten analizar una amplia gama de fenómenos como las ondas no lineales, la dispersión de ondas, la dinámica de fluidos, y las propiedades de materiales en sistemas ópticos y plasmáticos. La presente Tesis Doctoral se centra sistemas procedentes del mundo de la óptica. Para los modelos ópticos de EDP’s no lineales: ecuación modificada de Vakhnenko–Parkes (mVP), modelos de tipo _–ecuación (estudiadas en el trabajo 1), ecuación (2+1)–dimensional Kundu–Mukherjee–Naskar (KMN) (estudiada en el trabajo 2), ecuación (2+1)–dimensional de transmisión eléctrica (estudiada en el trabajo 3) y ecuación seno–Gordon (estudiada en el trabajo 4) se plantea el problema de la obtención de soluciones analíticas no descritas en la literatura. Nótese, se usa un abordaje no numérico, por lo que los resultados obtenidos muestran nuevas soluciones exactas de los modelos anteriores pudiendo inferir mucha información precisa sobre los procesos físicos que describen. Se usan métodos de tipo expansión de seno–Gordon, método tanh, método de la Función Sub–Ecuación de Bernuilli entre otros y se combinan con métodos iterativos o transformaciones de tipo Darboux para la determinación de parámetros que permitan derivar soluciones exactas de los modelos descritos. También se presenta un análisis de las propiedades de estas nuevas soluciones, principalmente de su estabilidad. Se obtienen nuevas soluciones no descritas de tipo tipo hiperbólico, trigonométrico, racional y exponencial o incluso aquellas que incluyen patrones de ondas mixtas de tipo onda mixta oscura–brillante, solitones oscuros y brillantes,..., etc.[ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. Partial differential equations (PDE’s) are the appropriate mathematical tool for the modeling, description and analysis of complex physical phenomena that appear in multiple disciplines of science and engineering. In mathematical physics, these equations allow us to analyze a wide range of phenomena such as nonlinear waves, wave dispersion, fluid dynamics, and material properties in optical and plasma systems. This Doctoral Thesis focuses on systems from the world of optics. For the optical models of non-linear PDE’s: modified Vakhnenko–Parkes equation (mVP), _ type models–equation (studied in work 1), equation (2+1)–dimensional Kundu– Mukherjee–Naskar (KMN) (studied in work 2), equation (2+1)–dimensional electrical transmission (studied in work 3) and sine equation–Gordon (studied in work 4) poses the problem of obtaining analytical solutions not described in the literature. Note, a non-numerical approach is used, so the results obtained show new exact solutions of the previous models, being able to infer a lot of precise information about the physical processes they describe. Sine expansion type methods are used - Gordon, tanh method, Bernuilli Sub-Equation Function method among others and are combined with iterative methods or Darboux type transformations for the determination of parameters that allow exact solutions to be derived from the described models. An analysis of the properties of these new solutions is also presented, mainly their stability. New non described solutions of the hyperbolic, trigonometric, rational and exponential type are obtained or even those that include mixed wave patterns of the dark-bright mixed wave type, dark and bright solitons,..., etc.Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. Está formada por un total de cuatro artículos: Artículo 1. Haci Mehmet Baskonus, Juan Luis García Guirao, Ajay kumar, Germán Rodríguez Bermúdez, Fernando S. Vidal Causanilles, 2020. Complex mixed dark–bright wave patterns to the modified _ and modified Vakhnenko–Parkes equations. Alexandria Engineering Journal, 59(4), 2149–2160, DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.01.032. Artículo 2. Haci Mehmet Baskonus, Juan Luis García Guirao, Ajay kumar, Germán Rodríguez Bermúdez, Fernando S. Vidal Causanilles, 2021. Instability modulation properties of the (2+1)–dimensional Kundu–Mukherjee–Naskar model in travelling wave solutions. Modern Physics Letters B, 35(13), DOI: https://doi.org/10.1142/S0217984921502171. Artículo 3. Haci Mehmet Baskonus, Juan Luis García Guirao, Ajay kumar, Germán Rodríguez Bermúdez, Fernando S. Vidal Causanilles, 2021. : Regarding new travelling wave solutions for the mathematical model arising in telecommunications. Advances in Mathematical Physics, Volume 2021, DOI: https://doi.org/10.1155/2021/5554280. Artículo 4. Fernando S. Vidal Causanilles, Haci Mehmet Baskonus, Juan Luis García Guirao, Germán Rodríguez Bermúdez, 2022. Some Important Points of the Josephson Effect via Two Superconductors in Complex Bases. Mathematics, 10(15), 2591. DOI: https://doi.org/10.3390/math10152591.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Tecnologías Industriale
Copernicus potential for sustainable development to improve governance and management of mineral resources
Get PDF[ENG] This study thoroughly examines the potential of the Copernicus program to transform the governance and management of mineral resources towards sustainable development. Divided into four sections, it advances the fusion of cutting-edge Earth observation techniques with environmentally friendly methods of managing mineral resources. A comprehensive overview of the study's significance, scope, motivation, goals, and objectives, laying the groundwork for the subsequent investigations is provided. Contextual foundations of the Copernicus program and its applicability to mineral resource management were analyzed. Detailed discussions cover Copernicus technology, remote sensing technologies (SAR and multispectral), the Sentinel missions 1, 2 and 5P, the significance of mineral resources for sustainable development, complemented by the United Nations protocols UNC & UNRMS, the INSPIRE Directive and the current status of Earth observation projects within the European Union. Two systematic literature reviews were conducted as well. The first explores the integration of remote sensing technologies with Sustainable Development Goals (SDGs), aiming to identify potential applications in improving mineral resource governance and monitoring the impact of mining activities over time. The second investigates the interrelationships between Copernicus and Key Enabling Technologies (KETs), offering insights into technological advancements relevant to mineral resource management. Two case studies were conducted in Abanilla-Murcia, Spain, and the oil sands mining assets of Suncor Energy in Alberta Province in Canada, validating theoretical insights from the literature review with empirical data, providing a nuanced analysis of Copernicus technology's applicability in real-world scenarios for monitoring environmental impact of mining operations, vegetation health and air quality around the selected mining areas. Findings were synthetized from the literature review and the two case studies, discussing implications for advancing Copernicus technology in sustainable development and mineral resource management. Business opportunities identified, contributions to academic and practical understanding, and future research directions are also outlined. Fresh perspectives and useful applications to the field were provided, contributing to the broader goal of sustainable development and effective resource management. Suggesting new lines for future research related o the integration of additional satellite technologies and data sources to further enhance monitoring accuracy and governance capabilities on mineral resources from Earth and celestial bodies.[SPA] Esta tesis doctoral examina en profundidad el potencial del programa Copernicus para transformar la gobernanza y la gestión de los recursos minerales hacia el desarrollo sostenible. Dividido en cuatro secciones, avanza en la fusión de técnicas de observación de la Tierra de vanguardia con métodos respetuosos con el medio ambiente en la gestión de recursos minerales. Se proporciona una descripción general completa de la importancia, el alcance, la motivación, las metas y los objetivos del estudio, sentando las bases para las investigaciones posteriores. Se analizaron los fundamentos contextuales del programa Copernicus y su aplicabilidad a la gestión de recursos minerales. Las discusiones detalladas cubren la tecnología Copernicus, las tecnologías de teledetección (SAR y multiespectrales), las misiones Sentinel 1, 2 y 5P, la importancia de los recursos minerales para el desarrollo sostenible, complementadas con los protocolos de las Naciones Unidas UNC y UNRMS, la Directiva INSPIRE y el estado actual. de proyectos de observación de la Tierra en la Unión Europea. También se realizaron dos revisiones sistemáticas de la literatura. El primero explora la integración de tecnologías de teledetección con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), con el objetivo de identificar aplicaciones potenciales para mejorar la gobernanza de los recursos minerales y monitorear el impacto de las actividades mineras a lo largo del tiempo. El segundo investiga las interrelaciones entre Copernicus y Key Enabling Technologies (KET), ofreciendo información sobre los avances tecnológicos relevantes para la gestión de recursos minerales. Se realizaron dos estudios del caso en Abanilla-Murcia, España, y en los activos mineros de arenas bituminosas de la compañía Suncor Energy en la provincia de Alberta, Canadá, validando los conocimientos teóricos de la revisión de la literatura con datos empíricos, proporcionando un análisis detallado de la aplicabilidad de la tecnología Copernicus en escenarios del mundo real para monitorear el impacto ambiental de las operaciones mineras, la salud de la vegetación y la calidad del aire alrededor de las áreas mineras seleccionadas. Los hallazgos se sintetizaron a partir de la revisión de la literatura y los dos estudios de caso, discutiendo las implicaciones para el avance de la tecnología Copernicus en el desarrollo sostenible y la gestión de recursos minerales. También se describen las oportunidades comerciales identificadas, las contribuciones a la comprensión académica y práctica y las futuras direcciones de investigación. Se proporcionaron nuevas perspectivas y aplicaciones útiles en el campo, contribuyendo al objetivo más amplio del desarrollo sostenible y la gestión eficaz de los recursos. Se sugieren nuevas líneas para futuras investigaciones relacionadas con la integración de tecnologías satelitales y fuentes de datos adicionales para mejorar aún más la precisión del monitoreo y las capacidades de gobernanza de los recursos minerales de la Tierra y los cuerpos celestes.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minera y Ambienta
3MT UPCT 2024: Bloques de micelio de hongos. El biomaterial sostenible del futuro en bioarquitectura
No full textEl micelio, la red subterránea de filamentos de los hongos, es un biomaterial sostenible y versátil que ha captado gran interés en diseño, arquitectura e ingeniería. Gracias a su capacidad para crecer en formas moldeadas, es ligero, resistente, aislante y completamente biodegradable. Esto lo convierte en una alternativa ecológica para los materiales de construcción.Programa de actividades 2024/2025 en la UCC+i de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT)", con ref. FCT-23-19287 y que cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de Ciencia e Innovación- a través de la Convocatoria para el fomento de la cultura científica, tecnológica y de la innovación 2023
Design of a low power vertical axis wind turbine for autonomous applications
Get PDF[SPA]Este Trabajo de Fin de Grado desarrolla el diseño y optimización de una turbina eólica de eje vertical (VAWT) híbrida tipo Darrieus-Savonius para su integración en entornos urbanos. El objetivo es proporcionar una solución eficiente, accesible y estética para autoconsumo doméstico. Se analiza el recurso eólico disponible, definiendo objetivos energéticos claros. El diseño se realiza mediante SolidWorks y QBlade, utilizando también simulaciones CFD y FEM para asegurar su eficiencia estructural y aerodinámica. Este proyecto servirá además como base para el futuro TFG titulado “Fabricación de una turbina de eje vertical para uso doméstico”. [ENG] This Bachelor's Thesis focuses on the design and optimization of a hybrid vertical-axis wind turbine (VAWT) of the Darrieus-Savonius type, intended for integration into urban environments. The objective is to provide an efficient, accessible, and aesthetically pleasing solution for domestic self-consumption. The available wind resource is analyzed, with clear energy objectives defined. The design is carried out using SolidWorks and QBlade, supported by CFD and FEM simulations to ensure structural and aerodynamic efficiency. This project will also serve as the foundation for the upcoming thesis titled "Manufacturing of a Vertical-Axis Wind Turbine for Domestic Use."Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen
15 Viviendas sociales con espacios compartidos en Cartagena
Get PDFSe trata de resolver un programa que, además de facilitar un entendimiento conjunto de todos los aspectos que intervienen en la elaboración del proyecto de ejecución, nos permita reflexionar sobre un tema que nos atañe directamente: cómo la vivienda puede responder a los retos sociales y medioambientales contemporáneos y, al mismo tiempo, reconocer la identidad del lugar en el que se localiza para convertirse en una pieza integradora e integrada en el entorno. La contribución del proyecto residencial a la definición de nuestras ciudades es crucial y en consecuencia proponemos un ejercicio con claras y específicas implicaciones urbanas en las que son cuestiones básicas la relación del edificio con un espacio público en pleno proceso de regeneración.Escuela Técnica Superior de Arquitectura y EdificaciónUniversidad Politécnica de Cartagen
Council for taxpayer defense and regulatory changes
Get PDFEl presente trabajo tiene su origen en la necesidad de defender el trabajo de fin de Grado, presentando como objetivo el estudio del órgano de la Administración conocido como Consejo para la Defensa del Contribuyente. El propósito a lo largo del mismo es analizar, en una primera parte, qué es el Consejo para la Defensa del Contribuyente: su origen, su funcionamiento general, los órganos que lo componen, los reglamentos que lo regulan, y su eficacia; cuestión, ésta última que dará pie a la segunda parte de este trabajo, donde estudiaremos ya algo más en profundidad algunas de las funciones desarrolladas por el Consejo para la Defensa del Contribuyente, en concreto la recepción y manejo de las quejas y las sugerencias, abarcando de esta forma el estudio de la eficacia de las tareas realizadas por el Consejo, y si éstas son de utilidad para el Contribuyente. En la realización de este trabajo se ha llevado a cabo un análisis no solo normativo, sino también crítico, con apoyo no solo en diversos textos encontrados sobre la materia a tratar, sino también a través de la extracción de datos, y posterior elaboración de tablas con la información analizada y recabada a partir de la lectura de las veinticinco memorias publicadas en la página web del Consejo para la Defensa del Contribuyente, y que se consideró, pueden aportar información relevante a este trabajo. Además de ello, no solo nos centraremos en el análisis de los datos obtenidos, sino que hemos querido profundizar mediante un análisis más enfocado a estudiar si realmente es eficaz este órgano de la administración, específicamente en cuanto a las propuestas emitidas por el Consejo y los principales cambios en la estructura de distintas leyes que éstas producen.Facultad de Ciencias de la EmpresaUniversidad Politécnica de Cartagen
3MT UPCT 2024: Reduciendo la huella de carbono del internet de las cosas
No full textLa sostenibilidad es una preocupación principal en cualquier industria y sector de actividad en todo el mundo. La tecnología juega un papel fundamental en esta misión para reducir las emisiones contaminantes en concreto, el IoT. La idea es que, gracias a esta tecnología, se pueden optimizar procesos altamente contaminantes, dando como resultado una huella de carbono mucho menor que la actual. En la tesis se analiza cómo podemos optimizar las telecomunicaciones para reducir la huella de carbono. Usando la inteligencia artificial para inferir valores donde no hay sensores.Programa de actividades 2024/2025 en la UCC+i de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT)", con ref. FCT-23-19287 y que cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de Ciencia e Innovación- a través de la Convocatoria para el fomento de la cultura científica, tecnológica y de la innovación 2023
MiStudy of PCMs in a MINI-ROV
Get PDF[SPA] Los Vehículos Submarinos No Tripulados (Remotely Operated Vehicles, ROVs, debido a sus siglas en inglés) son un tipo de robots submarinos utilizados en la industria OffShore u otras aplicaciones. Su principal tarea consiste en remplazar a los humanos en lugares de trabajo de difícil acceso o regiones submarinas peligrosas, con objetivo de realizar una serie de tareas específicas, por ejemplo: inspección, búsqueda, etc. En este caso, nos centraremos en los utilizados para la detección y neutralización de minas submarinas. Este tipo de ROVs se caracterizan por sus altos requisitos en cuanto a la reducción de todas las firmas de un buque se refiere. Se conoce como firma al espectro de energía emitida o reflejada por un buque, así como también, a los campos físicos de modo que estos puedan modificar ciertos parámetros físicos de su entorno como, por ejemplo, la presión o temperatura del agua, el campo magnético, entre otros. Por tanto, tendremos que reducir todas las firmas del ROV (térmicas, magnéticas, acústicas, etc.), con el fin de que no sean detectadas por las minas durante la misión. En este trabajo de investigación nos centraremos en la reducción de la firma térmica que transmite el casco del ROV. Para ello utilizaremos Materiales de Cambio de Fase (PCM, Phase Change Materials, debido a sus siglas en inglés) como aislantes térmicos. El PCM será colocado entre la fuente de calor interna del ROV y el casco, con el objetivo de aumentar significativamente el tiempo en el que la cara externa del casco se encuentre dentro de un rango de ±2ºC de variación de temperatura, para así poder realizar su misión sin ser detectado por los sensores térmicos de las minas navales. [ENG] Remotely Operated Vehicles (ROVs), are a type of underwater robot used in the offshore industry and various other applications. Their primary purpose is to replace humans in hard-to-reach or hazardous underwater environments to perform specific tasks, such as inspection, search, and more. In this case, we will focus on ROVs designed for the detection and neutralization of underwater mines. These ROVs are characterized by their stringent requirements regarding the reduction of a vessel's signatures. The term "signature" refers to the spectrum of energy emitted or reflected by a vessel, as well as the physical fields that can alter certain environmental parameters, such as water pressure, temperature, or the magnetic field, among others. Therefore, all ROV signatures (thermal, magnetic, acoustic, etc.) must be minimized to prevent detection by the mines during the mission. This research project will focus on reducing the thermal signature transmitted by the ROV's hull. To achieve this, we will use Phase Change Materials (PCM) as thermal insulators. The PCM will be placed between the ROV's internal heat source and its hull, with the goal of significantly increasing the duration in which the external surface of the hull remains within a temperature variation range of ±2°C. This will allow the ROV to carry out its mission without being detected by the thermal sensors of naval mines.Escuela Técnica Superior de Ingeniería Naval y OceánicaUniversidad Politécnica de Cartagen