Memoria Investigaciones en Ingeniería
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Projeto de um sistema de intercomunicação de emergência veicular utilizando circuitos eletrônicos e sensores
Full text linkThis study presents the design of a vehicular emergency intercom system aimed at improving motorcyclist safety through the integration of electronic circuits and sensors. The system employs an Arduino UNO R3 microcontroller, GSM SIM900L modules, and ultrasonic and proximity sensors. It is programmed in C++ to detect falls and automatically trigger alerts with high efficiency.
Falls can be detected with 95% accuracy within a range of 2 to 100 cm, with an average response time of 1.2 seconds, making it suitable for emergencies. The system's ability to send alerts quickly enhances user safety in critical situations occurring at distances between 101 and 150 cm. However, limitations in the detection range were identified, particularly at minimum distances between 0.02 cm and 1.96 cm and maximum distances between 151.36 cm and 177.72 cm, which fall outside the operational range. This suggests the need for future adjustments. This project offers an innovative, efficient, and easy-to-implement solution for improving road safety, featuring high sensitivity to optimize emergency response.En el presente trabajo se ha diseñado un sistema de intercomunicadores de emergencia vehiculares, enfocado a mejorar la seguridad de los motociclistas mediante la integración de circuitos electrónicos y sensores. Se utiliza un microcontrolador Arduino UNO R3, módulos SIM900L GSM y sensores ultrasónicos y de proximidad, el sistema está programado en C++ para detectar caídas y activar alertas automáticas con alta eficiencia.
Las caídas se pueden detectar con un 95% de precisión y en un rango de 2 a 100 cm, con un tiempo de respuesta promedio de 1,2 segundos, lo que lo hace adecuado para emergencias. También se destacó la capacidad del sistema para enviar alertas rápidamente, lo que aumenta la seguridad del usuario en situaciones críticas que van desde los 101 hasta los 150 cm. Sin embargo, se identificaron limitaciones en el rango de detección, especialmente a distancias mínimas que oscilan entre 0,02 cm y 1,96 cm, y distancias máximas que oscilan entre 151,36 cm y 177,72 cm, mediciones que están fuera del rango de operación, lo que sugiere la necesidad de realizar más ajustes en el futuro. Este proyecto ofrece una solución innovadora, eficiente y fácil de implementar para mejorar la seguridad vial, con un alto grado de sensibilidad para optimizar la respuesta a emergencias.Neste trabalho, foi projetado um sistema de intercomunicação de emergência veicular, com foco na melhoria da segurança de motociclistas por meio da integração de circuitos eletrônicos e sensores. Utilizando um microcontrolador Arduino UNO R3, módulos GSM SIM900L e sensores ultrassônicos e de proximidade, o sistema é programado em C++ para detectar quedas e disparar alertas automáticas com alta eficiência.
As quedas podem ser detectadas com 95% de precisão e em um alcance de 2 a 100 cm, com tempo médio de resposta de 1,2 segundos, tornando-o adequado para emergências. A capacidade do sistema de enviar alertas rapidamente também foi destacada, aumentando a segurança do usuário em situações críticas que variam de 101 a 150 cm. No entanto, foram identificadas limitações no alcance de detecção, principalmente em distâncias mínimas que variam de 0,02 cm a 1,96 cm e máximas que variam de 151,36 cm a 177,72 cm, medidas que estão fora da faixa de operação, sugerindo a necessidade de mais ajustes no futuro. Este projeto oferece uma solução inovadora, eficiente e fácil de implementar para melhorar a segurança nas estradas, com alto grau de sensibilidade para otimizar a resposta a emergências
Explorando as Profundezas: Reconstrução de Cavernas e Detecção de Morcegos Usando Imagens Infravermelhas
Full text linkOur objective is to bring detailed and precise information about caves and the bat’s population dynamics which allows to comprehend the habitat’s shapes and dimensions, monitor population size, and development of conservation and specific control plans. And facilitate the study of the relations between bats and their environment. Thus, increasing prevention and understanding of zoonotic diseases. In this article we present the development of a portable multi-sensor platform, integrated by a RGB depth camera, two Infra-Red (IR) cameras, and IR illuminators. With an autonomy of two hours. This platform can detect chiroptera (bats) and reconstruct their nesting caves. Performing real time algorithm, to transform the caves into a point cloud, helping in observation and detection of chiroptera. This platform was tested in real conditions with different caves of the Guanajuato state by the personnel of “Comité Estatal para el Fomento y la Protección Pecuaria”.Nuestro objetivo es proporcionar información detallada y precisa sobre las cuevas y la dinámica de la población de quirópteros (murciélagos) que las habitan nos permite comprender las dimensiones y requerimientos del hábitat, monitorear tamaños de poblaciones, desarrollar planes de manejo y conservación específicos. Por tanto, aumentamos nuestro entendimiento de los murciélagos con su entorno y mejoramos la prevención de enfermedades zoonóticas. En este artículo presentamos el desarrollo de una plataforma portátil multisensor, compuesta por una cámara RGB, dos cámaras infrarrojas, sensores inerciales y un par de luces infrarrojas. Esta plataforma permite la detección de quirópteros y la reconstrucción de las cuevas donde habitan. Ejecuta un algoritmo en tiempo real, generando un mapa de nube de puntos y facilitando la observación y detección de los quirópteros. La plataforma fue probada en condiciones reales en diferentes cuevas del estado de Guanajuato por personal del “Comité Estatal para el Fomento y la Protección Pecuaria”.Nosso objetivo é trazer informações detalhadas e precisas sobre cavernas e a dinâmica populacional de morcegos, o que permite compreender as formas e dimensões do habitat, monitorar o tamanho populacional e desenvolver planos de conservação e controle específicos. E facilitar o estudo das relações entre morcegos e seu ambiente. Assim, aumentando a prevenção e a compreensão de doenças zoonóticas. Neste artigo, apresentamos o desenvolvimento de uma plataforma multissensor portátil, integrada por uma câmera de profundidade RGB, duas câmeras de infravermelho (IR) e iluminadores IR. Com autonomia de duas horas, esta plataforma pode detectar quirópteros (morcegos) e reconstruir suas cavernas de nidificação. Executando um algoritmo em tempo real, para transformar as cavernas em uma nuvem de pontos, auxiliando na observação e detecção de quirópteros. Esta plataforma foi testada em condições reais com diferentes cavernas do estado de Guanajuato pelo pessoal do "Comité Estatal para o Fomento e a Proteção Pecuária"
Eficiência da minhoca vermelha da Califórnia na biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos
Full text linkIn recent years, Peru has faced a significant increase in environmental liabilities related to hydrocarbons, which represents a serious problem for the environment (Bazán et al., 2024). This research evaluated the efficiency of the Californian red earthworm (Eisenia fetida) in the bioremediation of contaminated soils, comparing its ability to reduce contamination levels with the Environmental Quality Standards (ECA) established for soils. A 3x3 factorial experimental design was used, with three treatment levels and three repetitions, and the ANOVA test was applied for the statistical analysis of the results. The results revealed an efficiency in the bioremediation of soils contaminated by diesel. In the treatment with 10 worms, significant differences were found, highlighting treatment A3 (3.06 ml) as the most efficient. In contrast, for treatments with 20 and 30 worms, no significant differences were observed. The graphical analyzes indicate that the number of worms and the concentration of diesel influence the efficiency of the process, being more effective at moderate concentrations (A2) and less efficient at higher levels. In conclusion, the Californian red earthworm shows significant potential in the bioremediation of soils contaminated with hydrocarbons, being more efficient at lower concentrations (A1 and A2), while at higher concentrations (A3) a saturation is observed in its processing capacity.En los últimos años, el Perú ha enfrentado un incremento significativo de pasivos ambientales relacionados con hidrocarburos, lo que representa un grave problema para el medio ambiente (Bazán et al., 2024). Esta investigación evaluó la eficiencia de la lombriz roja californiana (Eisenia fetida) en la biorremediación de suelos contaminados, comparando su capacidad para reducir los niveles de contaminación con los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) establecidos para suelos. Se empleó un diseño experimental factorial 3x3, con tres niveles de tratamiento y tres repeticiones, y se aplicó la prueba ANOVA para el análisis estadístico de los resultados. Los resultados revelaron una eficiencia en la biorremediación de suelos contaminados por diesel. En el tratamiento con 10 lombrices, se encontraron diferencias significativas, destacando el tratamiento A3 (3.06 ml) como el más eficiente. En contraste, para los tratamientos con 20 y 30 lombrices, no se observaron diferencias significativas. Los análisis gráficos indican que la cantidad de lombrices y la concentración de diésel influyen en la eficiencia del proceso, siendo más efectivas en concentraciones moderadas (A2) y menos eficientes a niveles más altos. En conclusión, la lombriz roja californiana muestra un potencial significativo en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos, siendo más eficiente en menores concentraciones (A1 y A2), mientras que a concentraciones más altas (A3) se observa una saturación en su capacidad de procesamiento.Nos últimos anos, o Peru tem enfrentado um aumento significativo nos passivos ambientais relacionados a hidrocarbonetos, o que representa um sério problema para o meio ambiente (Bazán et al., 2024). Esta pesquisa avaliou a eficiência da minhoca vermelha da Califórnia (Eisenia fetida) na biorremediação de solos contaminados, comparando sua capacidade de reduzir os níveis de contaminação com os Padrões de Qualidade Ambiental (ECA) estabelecidos para solos. Foi utilizado um delineamento experimental fatorial 3x3, com três níveis de tratamento e três repetições, e o teste ANOVA foi aplicado para a análise estatística dos resultados. Os resultados revelaram uma eficiência na biorremediação de solos contaminados por diesel. No tratamento com 10 minhocas, foram encontradas diferenças significativas, destacando o tratamento A3 (3,06 ml) como o mais eficiente. Em contrapartida, para os tratamentos com 20 e 30 minhocas, não foram observadas diferenças significativas. As análises gráficas indicam que o número de minhocas e a concentração de diesel influenciam a eficiência do processo, sendo mais eficaz em concentrações moderadas (A2) e menos eficiente em níveis mais elevados. Conclui-se que a minhoca vermelha da Califórnia apresenta potencial significativo na biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos, sendo mais eficiente em concentrações mais baixas (A1 e A2), enquanto em concentrações mais elevadas (A3) observa-se uma saturação em sua capacidade de processamento
Estudo computacional do impacto direto de uma descarga atmosférica de 200 kA em tanques externos de teto flutuante
Full text linkThis study investigates the electromagnetic behavior of external floating roof tanks subjected to a direct 200 kA lightning strike. Using computational electromagnetics, electric and magnetic fields were calculated for two scenarios: with and without the use of bypass conductors, as recommended by API RP-545. Simulation results revealed that electric field values at the junction between the tank wall and the floating roof exceed 200 kV/m in the absence of bypass conductors, increasing the risk of ignition. The implementation of bypass conductors significantly reduced the field intensity, indicating their effectiveness in mitigating fire hazards in flammable storage environments.Este estudio investiga el comportamiento electromagnético de tanques externos con techo flotante sometidos a la descarga directa de un rayo de 200 kA. Mediante electromagnetismo computacional, se calcularon los campos eléctricos y magnéticos para dos escenarios: con y sin el uso de conductores de derivación, según lo recomendado por API RP-545. Los resultados de la simulación revelaron que los valores del campo eléctrico en la unión entre la pared del tanque y el techo flotante superan los 200 kV/m en ausencia de conductores de derivación, lo que aumenta el riesgo de ignición. La implementación de conductores de derivación redujo significativamente la intensidad del campo, lo que indica su eficacia para mitigar los riesgos de incendio en entornos de almacenamiento inflamables.Este estudo investiga o comportamento eletromagnético de tanques de teto flutuante externo submetidos a uma descarga direta de raio de 200 kA. Utilizando eletromagnetismo computacional, calcularam-se os campos elétricos e magnéticos para dois cenários: com e sem o uso de condutores de bypass, conforme recomendado pela API RP-545. Os resultados das simulações revelaram que, na ausência de condutores de bypass, os valores do campo elétrico na junção entre a parede do tanque e o teto flutuante ultrapassam 200 kV/m, aumentando o risco de ignição. A implementação dos condutores de bypass reduziu significativamente a intensidade do campo, demonstrando sua eficácia na mitigação de riscos de incêndio em ambientes de armazenamento de líquidos inflamáveis
Caracterização mecânica de juntas soldadas TIG Al 6082-T6 pós-soldagem temperada
Full text linkThis research aims to enhance the efficiency of weld joints through a cost-effective methodology. Aluminium 6082-T6 is the chosen material due to its frequent use in applications that require intermediate strength with low weight. Welding operations typically lead to a weakening of material strength by up to 50% due to the high input heat. Therefore, the focus of this study is to improve the strength by employing quenching techniques with different media, such as sand, water, and hydraulic oil. A comparative analysis of the mechanical properties is performed based on the quenching of weld joints using these various media. Additionally, microstructure examination is conducted to facilitate this comparative study. The mechanical properties investigated include hardness, tensile strength, yield strength, and toughness, with the goal of understanding the impact of different quenching media. The research reveals that water-cooled joints exhibit higher yield strength, while oil-cooled joints demonstrate superior tensile strength compared to other joints. Furthermore, the ductility of oil-cooled joints is notably higher, as measured by % elongation. Water cooling leads to noteworthy hardness in both the Weld Zone (WZ) and Heat-Affected Zone (HAZ) due to rapid cooling. In contrast, the hardness of oil-cooled joints is not significantly different from that of water-cooled welded joints. Regarding toughness, oil-cooled joints show greater impact energy in the HAZ compared to those quenched with water, sand, and air. However, in the WZ, air-cooled joints exhibit superior impact energy, which directly indicates better toughness properties. Therefore, oil-cooled joints display higher toughness in the HAZ, while air-cooled joints are tougher in the WZ. Overall, the mechanical properties of oil-cooled joints are significantly enhanced, leading to an improved weld efficiency from 55% to 72%.Esta investigación busca mejorar la eficiencia de las uniones soldadas mediante una metodología rentable. El aluminio 6082-T6 es el material elegido debido a su uso frecuente en aplicaciones que requieren resistencia intermedia con bajo peso. Las operaciones de soldadura suelen provocar una reducción de la resistencia del material de hasta un 50 % debido al elevado calor de entrada. Por lo tanto, este estudio se centra en mejorar la resistencia mediante técnicas de temple con diferentes medios, como arena, agua y aceite hidráulico. Se realiza un análisis comparativo de las propiedades mecánicas basado en el temple de las uniones soldadas con estos diversos medios. Además, se realiza un examen de la microestructura para facilitar este estudio comparativo. Las propiedades mecánicas investigadas incluyen dureza, resistencia a la tracción, límite elástico y tenacidad, con el objetivo de comprender el impacto de los diferentes medios de temple. La investigación revela que las uniones refrigeradas por agua presentan un mayor límite elástico, mientras que las refrigeradas por aceite demuestran una resistencia a la tracción superior en comparación con otras uniones. Además, la ductilidad de las uniones refrigeradas por aceite es notablemente mayor, medida mediante el porcentaje de elongación. El enfriamiento por agua produce una dureza notable tanto en la zona de soldadura (ZS) como en la zona afectada por el calor (ZAC) debido al rápido enfriamiento. Por el contrario, la dureza de las uniones enfriadas con aceite no es significativamente diferente de la de las uniones soldadas enfriadas con agua. Con respecto a la tenacidad, las uniones enfriadas con aceite muestran una mayor energía de impacto en la ZAC en comparación con las templadas con agua, arena y aire. Sin embargo, en la ZS, las uniones enfriadas con aire exhiben una energía de impacto superior, lo que indica directamente mejores propiedades de tenacidad. Por lo tanto, las uniones enfriadas con aceite muestran una mayor tenacidad en la ZAC, mientras que las uniones enfriadas con aire son más tenaces en la ZS. En general, las propiedades mecánicas de las uniones enfriadas con aceite mejoran significativamente, lo que lleva a una mejora en la eficiencia de la soldadura del 55% al 72%.Esta pesquisa visa aumentar a eficiência de juntas soldadas por meio de uma metodologia econômica. O alumínio 6082-T6 é o material escolhido devido ao seu uso frequente em aplicações que exigem resistência intermediária com baixo peso. As operações de soldagem normalmente levam a um enfraquecimento da resistência do material em até 50% devido ao alto calor de entrada. Portanto, o foco deste estudo é melhorar a resistência empregando técnicas de têmpera com diferentes meios, como areia, água e óleo hidráulico. Uma análise comparativa das propriedades mecânicas é realizada com base na têmpera de juntas soldadas usando esses vários meios. Além disso, o exame da microestrutura é realizado para facilitar este estudo comparativo. As propriedades mecânicas investigadas incluem dureza, resistência à tração, resistência ao escoamento e tenacidade, com o objetivo de compreender o impacto de diferentes meios de têmpera. A pesquisa revela que juntas resfriadas a água apresentam maior resistência ao escoamento, enquanto juntas resfriadas a óleo demonstram resistência à tração superior em comparação com outras juntas. Além disso, a ductilidade das juntas resfriadas a óleo é notavelmente maior, medida pela % de alongamento. O resfriamento a água resulta em dureza notável tanto na Zona de Solda (ZS) quanto na Zona Afetada pelo Calor (ZAC) devido ao resfriamento rápido. Em contraste, a dureza das juntas resfriadas a óleo não é significativamente diferente daquela das juntas soldadas resfriadas a água. Em relação à tenacidade, as juntas resfriadas a óleo apresentam maior energia de impacto na ZAC em comparação àquelas temperadas com água, areia e ar. No entanto, na ZC, as juntas resfriadas a ar exibem energia de impacto superior, o que indica diretamente melhores propriedades de tenacidade. Portanto, as juntas resfriadas a óleo apresentam maior tenacidade na ZAC, enquanto as juntas resfriadas a ar são mais tenazes na ZC. No geral, as propriedades mecânicas das juntas resfriadas a óleo são significativamente aprimoradas, levando a uma eficiência de soldagem aprimorada de 55% para 72%
Análise das repercussões econômicas e técnicas do fechamento dos bancos de materiais no Cerro San Juan, nas cidades de Tepic e Xalisco, em 2022
Full text linkOn May 9, 2022, the Governor of Nayarit, Dr. Miguel Ángel Navarro Quintero, made the decision to close access to the banks of stone materials that had been exploited for more than 30 years on the San Juan Hill, in the municipalities of Tepic and Xalisco, Nayarit (Gobierno del Estado de Nayarit, 2022). After that, there were repercussions that have not yet been evaluated, among which we can include the following: Increase in the price of construction materials; Immediate lack of availability of gravel and sand in the region, which has been resolved with foreign banks; Rising prices of the construction market; Suspension of works in progress, which were subsequently completed (most of them), with the natural price increases; Difficulty in obtaining construction materials; Vandalization of material banks that were closed; Loss of labor and sources of employment, of the personnel of the material banks and of the works that were in process at the time; Substitution of materials for the manufacture of masonry pieces; Uncertainty of compliance with construction standards by the gravels and sands of the emerging banks, and of the uniformity of their characteristics; Sudden deterioration of the experience that concrete plants, builders, construction workers and casting crews had accumulated with the known aggregates of the now closed banks. To date, the policies that have been implemented or actions taken for the restoration process of the damage in the areas where there was material banks have not been made public, but the effects of the closures still continue.El 9 de mayo de 2022, el Gobernador de Nayarit, Dr. Miguel Ángel Navarro Quintero, tomó la decisión de cerrar el acceso a los bancos de materiales pétreos que tenían más de 30 años de explotación del cerro de San Juan, en los municipios de Tepic y Xalisco, Nayarit. Posterior a ello, hubo repercusiones que aún no han terminado de ser evaluadas, entre las que podemos incluir las siguientes: Incremento del precio de los materiales de construcción; Inmediata falta de disponibilidad de gravas y arenas en la región, lo que ha sido resuelto con bancos foráneos; Encarecimiento del mercado de la construcción; Suspensión de obras en proceso, que posteriormente fueron terminadas (la mayor parte de ellas), con los naturales incrementos de precios; Dificultad para conseguir los materiales para construcción; Vandalización de los bancos de materiales que fueron clausurados; Pérdida de mano de obra y de fuentes de empleo, del personal de los bancos de materiales y de las obras que en su momento estaban en proceso; Sustitución de materiales para la fabricación de piezas de mampostería; Incertidumbre del cumplimiento de las normas de construcción por las gravas y arenas de los bancos emergentes, y de la uniformidad de sus características; Repentino menoscabo de la experiencia que plantas concreteras, constructores, obreros de la construcción y cuadrillas de colado habían acumulado con los agregados conocidos de los bancos ahora clausurados. A la fecha, no se han hecho públicas las políticas que se hayan implantado o acciones tomadas para el proceso de restauración de las afectaciones en las zonas donde había los bancos de materiales, pero los efectos de los cierres aún continúan.No dia 9 de maio de 2022, o Governador de Nayarit, Dr. Miguel Ángel Navarro Quintero, tomou a decisão de fechar o acesso aos bancos de materiais pétreos explorados há mais de 30 anos no Cerro San Juan, nos municípios de Tepic. e Xalisco, Nayarit (Governo do Estado de Nayarit, 2022). Depois disso, houve repercussões que ainda não foram avaliadas, entre as quais podemos incluir as seguintes:Aumento do preço dos materiais de construção; Falta imediata de disponibilidade de cascalho e areia na região, que foi resolvida com bancos estrangeiros; Aumento dos preços do mercado de construção; Suspensão de obras em andamento, que foram posteriormente concluídas (a maioria delas), com os aumentos naturais de preços; Dificuldade na obtenção de materiais de construção; Vandalização de bancos de materiais que estavam fechados; Perda de mão de obra e de fontes de emprego, do pessoal dos bancos de materiais e das obras que estavam em andamento na época; Substituição de materiais para fabricação de peças de alvenaria; Incerteza do cumprimento das normas de construção por parte dos cascalhos e areias dos bancos emergentes, e da uniformidade das suas características; Deterioração repentina da experiência que fábricas de concreto, construtores, trabalhadores da construção civil e equipes de fundição acumularam com os agregados conhecidos dos bancos agora fechados. Até à data, as políticas que foram implementadas ou as ações tomadas para o processo de restauração dos danos nas áreas onde existiam bancos de materiais não foram tornadas públicas, mas os efeitos dos encerramentos continuam
Estudo de viabilidade para a eletrificação de veículos no Paquistão
Full text linkElectric vehicles (EVs) have shown to be a viable alternative to fossil fuel vehicles (FFVs) in industrialized countries. The reason for the adoption of EVs in industrialized countries is that they outperform FFVs in terms of fuel usage, resulting in lower fuel imports, minimal environmental footprints, and less maintenance. The introduction of EVs in a developing country is a very demanding and challenging task. In this paper, the technical as well as economic aspects of introduction of EVs in Pakistan has been thoroughly explored. The statistical vehicle sale data for the past years has been considered to estimate the EVs requirement as per the Pakistan EV policy 2019. From the estimation, the electrical energy requirement to meet the policy targets has been calculated. From the calculated energy requirement, the details of charging infrastructure in major cities like Karachi, Islamabad, Lahore, etc. have been determined. It was found that EV charging station must be present for every 3x3 km radius. Further, from the estimated EVs, the cost saved by not using fossil fuels which should be required to run FFVs has been determined. It has been concluded from the economic perspective that EVs can significantly decrease the requirement of fossil fuel and can result in huge amount of cost saving by not using Fossil fuel.Los vehículos eléctricos (VE) han demostrado ser una alternativa viable a los vehículos de combustible fósil (VCF) en los países industrializados. La adopción de VE en estos países se debe a su mayor rendimiento en términos de consumo de combustible, lo que se traduce en menores importaciones, una huella ambiental mínima y un menor mantenimiento. La introducción de VE en un país en desarrollo es una tarea muy exigente y compleja. En este documento, se analizan los aspectos técnicos y económicos de la introducción de VE en Pakistán. Se han considerado datos estadísticos sobre las ventas de vehículos de los últimos años para estimar las necesidades de VE según la política pakistaní de VE de 2019. Con base en esta estimación, se ha calculado la necesidad de energía eléctrica para cumplir con los objetivos de la política. A partir de las necesidades energéticas calculadas, se han determinado los detalles de la infraestructura de carga en ciudades importantes como Karachi, Islamabad, Lahore, etc. Se determinó que debe haber una estación de carga de VE en un radio de 3x3 km. Además, con base en los VE estimados, se ha determinado el costo de no utilizar combustibles fósiles necesarios para el funcionamiento del VCF. Se ha concluido desde una perspectiva económica que los vehículos eléctricos pueden reducir significativamente la necesidad de combustibles fósiles y pueden resultar en enormes ahorros de costos cuando no utilizan combustibles fósiles.Os veículos elétricos (VEs) têm se mostrado uma alternativa viável aos veículos movidos a combustíveis fósseis (VFCs) em países industrializados. A razão para a adoção de VEs nesses países é que eles superam os VFCs em termos de consumo de combustível, resultando em menores importações de combustível, menor impacto ambiental e menos manutenção. A introdução de VEs em um país em desenvolvimento é uma tarefa muito exigente e desafiadora. Neste artigo, os aspectos técnicos e econômicos da introdução de VEs no Paquistão foram explorados detalhadamente. Os dados estatísticos de vendas de veículos dos últimos anos foram considerados para estimar a demanda por VEs, conforme a política de VEs do Paquistão de 2019. A partir dessa estimativa, calculou-se a demanda de energia elétrica para atingir as metas da política. Com base na demanda de energia calculada, foram determinados os detalhes da infraestrutura de recarga em grandes cidades como Karachi, Islamabad, Lahore, etc. Constatou-se que uma estação de recarga para VEs deve estar presente a cada 3x3 km de raio. Além disso, a partir da estimativa de VEs, determinou- se a economia de custos resultante da não utilização de combustíveis fósseis, que seriam necessários para o funcionamento de VFCs. Do ponto de vista econômico, concluiu-se que os veículos elétricos podem diminuir significativamente a necessidade de combustíveis fósseis e resultar em uma enorme economia de custos ao não utilizar esses combustíveis
Efeito da geometria da válvula Tesla no comportamento do fluxo instável e na queda de pressão: um estudo de CFD
Full text linkComputational fluid dynamics (CFD) simulations are carried out to examine the effect of geometricparameters of Tesla valve on flow patterns, pressure drop and flow diodicity. In forward flow, the flow is relatively smooth with less flow resistance. The low velocity regions are present at the entrance to the curved section and at thejunction of the curved section and the exit channel, where flow separation takes place. In reverse flow, the flow is quite irregular, and major recirculation zones are observed in the bottom branch, in addition to the top-curved and exit sections. The simulations with small time steps show that the flow is steady when the flow takes place in the forwarddirection. The flow is mostly transient; however, when the fluid flows in the reverse direction, particularly at higher Reynolds numbers. The effect of geometric parameters such as the angles subtended by the curved section (with thehorizontal) shows that optimal values of these angles exist. For a certain range of angles, diodicity is greater than 2.The effect of multi-staging of the Tesla valve is studied, and it is found that the flow unsteadiness and overall diodicity increase with the number of stages.Simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) fueron realizadas para examinar el efecto de los parámetros geométricos de la válvula Tesla en los patrones de flujo, la caída de presión y la diodicidad del flujo. En flujo directo, el flujo es relativamente suave y presenta poca resistencia. Se observan regiones de baja velocidad en la entrada de la sección curva y en la unión de esta con el canal de salida, donde se produce la separación del flujo. En flujo inverso, el flujo es bastante irregular y se observan importantes zonas de recirculación en la rama inferior, además de en las secciones superior curva y de salida. Las simulaciones con pasos de tiempo pequeños muestran que el flujo es estacionario en la dirección directa. Sin embargo, el flujo es mayormente transitorio en la dirección inversa, particularmente a números de Reynolds elevados. El efecto de parámetros geométricos como los ángulos subtendidos por la sección curva (con respecto a la horizontal) muestra que existen valores óptimos para estos ángulos. Para un cierto rango de ángulos, la diodicidad es mayor que 2. Se estudia el efecto de la multietapa de la válvula Tesla y se encuentra que la inestabilidad del flujo y la diodicidad general aumentan con el número de etapas.Simulações de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) foram realizadas para examinar o efeito dosparâmetros geométricos da válvula Tesla nos padrões de fluxo, na queda de pressão e na diodicidade do fluxo. No fluxo direto, o fluxo é relativamente suave, com menor resistência. Regiões de baixa velocidade estão presentes naentrada da seção curva e na junção da seção curva com o canal de saída, onde ocorre a separação do fluxo. No fluxo reverso, o fluxo é bastante irregular e grandes zonas de recirculação são observadas no ramo inferior, além das seções curvas superiores e de saída. As simulações com pequenos passos de tempo mostram que o fluxo é estável quando ocorre na direção direta. O fluxo é predominantemente transiente quando o fluido flui na direção reversa, particularmente em números de Reynolds mais altos. O efeito de parâmetros geométricos, como os ângulos subtendidos pela seção curva (com a horizontal), mostra que existem valores ótimos para esses ângulos. Para uma determinadafaixa de ângulos, a diodicidade é maior que 2. O efeito do funcionamento em múltiplos estágios da válvula Tesla é estudado, e constata-se que a instabilidade do fluxo e a diodicidade geral aumentam com o número de estágios
Investigação das propriedades de tração e impacto de polipropileno, cloreto de polivinila, poliamida e polietileno reciclados
Full text linkAlthough Pakistan has an abundance of natural resources, it also faces a significant challenge with plastic waste, producing 3.3 million tons annually. This environmental issue demands immediate action, especially due to the increased demand for personal protective equipment (PPE) during the pandemic. Our research aims to make thermoplastics more environmentally friendly by focusing on the properties of recycled polypropylene (PP) enhanced with elastomers and calcium carbonate. Despite a modest loss in tensile properties and impact strength, recycled PP retains key characteristics. Adding calcium carbonate notably increases density, from 908 kg/m³ for stabilized recycled PP to 1029 kg/m³ for a 20% calcium carbonate blend. The total deformation analysis of both recycled and virgin PVC further supports our findings, revealing higher deformation in recycled PVC, which indicates its superior ductility. Additionally, this study examined the effects of aramid short fibers and thermoplastic polyurethane (TPU) additives on recycled polyamide-12 (PA-12). The inclusion of TPU decreased the modulus while increasing tensile strain and energy at break, whereas aramid fibers increased the modulus. Deformation analysis revealed significant strain concentrations in the central sections of these specimens, underscoring the impact of these additives on mechanical behavior. For example, PA-12 with 20% TPU exhibited higher maximum deformation, reflecting its enhanced tensile properties. Moreover, our deformation studies on Poly Butylene terephthalate with 0% HDPE and a blend containing 10% HDPE demonstrated the influence of HDPE content on elastic strain distribution and total deformation. The findings showed that the central region experiences substantial elastic deformation, which is critical for understanding stress distribution in these materials.Aunque Pakistán cuenta con abundantes recursos naturales, también enfrenta un importante desafío con los residuos plásticos, generando 3,3 millones de toneladas anuales. Este problema ambiental exige medidas inmediatas, especialmente debido al aumento de la demanda de equipos de protección personal (EPP) durante la pandemia. Nuestra investigación busca lograr que los termoplásticos sean más ecológicos, centrándonos en las propiedades del polipropileno (PP) reciclado mejorado con elastómeros y carbonato de calcio. A pesar de una ligera disminución en las propiedades de tracción y resistencia al impacto, el PP reciclado conserva características clave. La adición de carbonato de calcio aumenta notablemente la densidad, de 908 kg/m³ para el PP reciclado estabilizado a 1029 kg/m³ para una mezcla con un 20 % de carbonato de calcio. El análisis de deformación total del PVC reciclado y virgen respalda aún más nuestros hallazgos, revelando una mayor deformación en el PVC reciclado, lo que indica su mayor ductilidad. Además, este estudio examinó los efectos de las fibras cortas de aramida y los aditivos de poliuretano termoplástico (TPU) en la poliamida-12 (PA-12) reciclada. La inclusión de TPU disminuyó el módulo, pero aumentó la deformación por tracción y la energía de rotura, mientras que las fibras de aramida incrementaron el módulo. El análisis de deformación reveló concentraciones significativas de deformación en las secciones centrales de estas muestras, lo que subraya el impacto de estos aditivos en el comportamiento mecánico. Por ejemplo, el PA-12 con un 20 % de TPU presentó una mayor deformación máxima, lo que refleja sus mejores propiedades de tracción. Además, nuestros estudios de deformación en tereftalato de polibutileno con un 0 % de HDPE y una mezcla con un 10 % de HDPE demostraron la influencia del contenido de HDPE en la distribución de la deformación elástica y la deformación total. Los resultados mostraron que la región central experimenta una deformación elástica sustancial, lo cual es fundamental para comprender la distribución de tensiones en estos materiales.Embora o Paquistão possua abundância de recursos naturais, também enfrenta um desafio significativo com o lixo plástico, produzindo 3,3 milhões de toneladas anualmente. Essa questão ambiental exige ação imediata, especialmente devido ao aumento da demanda por equipamentos de proteção individual (EPI) durante a pandemia. Nossa pesquisa visa tornar os termoplásticos mais ecológicos, concentrando-se nas propriedades do polipropileno (PP) reciclado, aprimorado com elastômeros e carbonato de cálcio. Apesar de uma pequena perda nas propriedades de tração e resistência ao impacto, o PP reciclado mantém características importantes. A adição de carbonato de cálcio aumenta notavelmente a densidade, de 908 kg/m³ para o PP reciclado estabilizado para 1029 kg/m³ para uma mistura com 20% de carbonato de cálcio. A análise da deformação total do PVC reciclado e do PVC virgem corrobora nossos resultados, revelando maior deformação no PVC reciclado, o que indica sua ductilidade superior. Além disso, este estudo examinou os efeitos de fibras curtas de aramida e aditivos de poliuretano termoplástico (TPU) na poliamida-12 (PA-12) reciclada. A inclusão de TPU diminuiu o módulo de elasticidade, ao mesmo tempo que aumentou a deformação por tração e a energia de ruptura, enquanto as fibras de aramida aumentaram o módulo. A análise de deformação revelou concentrações significativas de deformação nas seções centrais dessas amostras, ressaltando o impacto desses aditivos no comportamento mecânico. Por exemplo, o PA-12 com 20% de TPU apresentou maior deformação máxima, refletindo suas propriedades de tração aprimoradas. Além disso, nossos estudos de deformação em poli(tereftalato de butileno) com 0% de HDPE e em uma mistura contendo 10% de HDPE demonstraram a influência do teor de HDPE na distribuição da deformação elástica e na deformação total. Os resultados mostraram que a região central sofre deformação elástica substancial, o que é crucial para a compreensão da distribuição de tensões nesses materiais
