dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
| Fecha: |
2020 |
| Descripción: |
85 pag. |
| Resumen: |
The use of concrete as a constructive element has been involved in many structures and buildings from its invention to the present day. Over time, it has become the most widely used structural material for its easy manufacturing, strength and durability at a very affordable cost. However, despite the obvious importance of this material and its widespread use, the manufacturing, placement or curing procedures in some cases are not adequate, directly affecting its behaviour and quality. The knowledge of its weaknesses allows the creation of safe and durable structures. That is why nowadays, a great deal of interest is being put into the design of devices capable of working embedded in media such as concrete or other building materials, thus allowing the monitorization of the compound status during the drying process. Nevertheless, a problem that must always be dealt with when designing such devices is the change of the electromagnetic properties of the material. During the drying process, characteristics of the medium such as dielectric constant or conductivity are strongly affected by the water-to-cement ratio (w/c-ratio). Depending on the state of the medium, they might not only exhibit very high values, but also be variable with time, which affects the matching of an antenna placed inside. Therefore, the integrated antenna must be able to follow the changes produced in the medium, which means exhibiting a good matching in a certain range of values of the electromagnetic constants of the material. There are ultra-wideband (UWB) solutions in order to have a bandwidth large enough to cover the variation in the permittivity of the material, however, it would be much simpler if it was possible to design an antenna capable of working in the extremes of the changing properties of the medium. This project aims to design an antenna capable of supporting the change of medium, in this case, of concrete, allowing to send information of interest in any state during its drying process. This information can be collected with a sensor inside the concrete and sent to a reader in free space, outside, via a wireless link at the frequency of 868 MHz (UHF RFID). The analysis of the different states of the medium, leads to the detection of flaws, cracks, defects, voids, inhomogeneities, moisture content, etc. , thus avoiding a concrete of poor quality and, consequently, weak and vulnerable architectures. |
| Resumen: |
El uso del hormigón como elemento constructivo ha estado presente en multitud de estructuras y edificaciones desde su invención hasta nuestros días. A través del tiempo, se ha convertido en el material estructural más utilizado por su fácil fabricación, resistencia y durabilidad a un coste muy asequible. Sin embargo, a pesar de la evidente importancia de este material y de su uso tan extendido, los procedimientos de elaboración, colocación o curado en algunos casos no son los adecuados, afectando de manera directa el comportamiento y calidad de este. El conocimiento de sus debilidades permite elaborar estructuras seguras y duraderas. Es por ello que hoy en día, se está poniendo mucho interés en el diseño de dispositivos capaces de trabajar incrustados en medios como el hormigón u otros materiales de construcción, permitiendo así, monitorizar el estado del compuesto durante el proceso de secado. Sin embargo, un problema que siempre debe abordarse al diseñar dichos dispositivos es el cambio en las propiedades electromagnéticas del material. Durante el proceso de secado, características del medio como la constante dieléctrica o la conductividad, se ven fuertemente afectadas por la relación agua/cemento (w/c-ratio). Dependiendo del estado del medio, podrían no solo exhibir valores muy altos, sino también variables con el tiempo, lo que afecta la adaptación de una antena colocada en su interior. Por lo tanto, la antena integrada debe ser capaz de seguir los cambios producidos en el medio, lo que significa exhibir una buena adaptación en un cierto rango de valores de las constantes electromagnéticas del material. Existen soluciones de banda ultra-ancha (UWB) con el objetivo de tener un ancho de banda lo suficientemente grande como para cubrir la variación en la permitividad del material, no obstante, sería mucho más simple si fuera posible, diseñar una antena capaz de trabajar en los extremos de las propiedades cambiantes del medio. Este proyecto persigue el objetivo de diseñar una antena capaz de soportar el cambio de medio, en este caso, del hormigón, permitiendo enviar información de interés en cualquier estado de este durante su proceso de secado. Dicha información puede ser recogida con un sensor en el interior del hormigón y enviada a un lector en espacio libre, al exterior, mediante un enlace inalámbrico a la frecuencia de 868 MHz (UHF RFID). El análisis de los diferentes estados del medio, conduce a la detección de allas, grietas, defectos, huecos, falta de homogeneidad, contenido de humedad, etc. , evitando así, un hormigón de mala calidad y en consecuencia, arquitecturas débiles y vulnerables. |
| Derechos: |
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| Lengua: |
Anglès |
| Titulación: |
Enginyeria de Telecomunicació / Telecommunication Engineering [4313797] |
| Plan de estudios: |
Màster Universitari en Enginyeria de Telecomunicació / Telecommunication Engineering [1170] |
| Documento: |
Treball de fi de postgrau |
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identificación
dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
