Electrical Skin Phenomena: A Fractional Calculus Analysis

The internal impedance of a wire is the function of the frequency. In a conductor, where the conductivity is sufficiently high, the displacement current density can be neglected. In this case, the conduction current density is given by the product of the electric field and the conductance. One of the aspects the high-frequency effects is the skin effect (SE). The fundamental problem with SE is it attenuates the higher frequency components of a signal. The SE was first verified by Kelvin in 1887. Since then many researchers developed work on the subject and presently a comprehensive physical model, based on the Maxwell equations, is well established. The Maxwell formalism plays a fundamental role in the electromagnetic theory. These equations lead to the derivation of mathematical descriptions useful in many applications in physics and engineering. Maxwell is generally regarded as the 19th century scientist who had the greatest influence on 20th century physics, making contributions to the fundamental models of nature. The Maxwell equations involve only the integer-order calculus and, therefore, it is natural that the resulting classical models adopted in electrical engineering reflect this perspective. Recently, a closer look of some phenomas present in electrical systems and the motivation towards the development of precise models, seem to point out the requirement for a fractional calculus approach. Bearing these ideas in mind, in this study we address the SE and we re-evaluate the results demonstrating its fractional-order nature.

Tamponamento Cardíaco por Migração Intratorácica de Fio de Kirschner

Apresentamos um caso raro de migração de fio de Kirschner usado para osteossíntese de fractura multifragmentar de colo do úmero causando tamponamento cardíaco por lesão do tronco da artéria pulmonar e lesão do lobo superior esquerdo do pulmão. Reportamos o caso de uma doente do sexo feminino de 65 anos de idade, admitida no Serviço de Urgência após queda acidental, que resultou em fractura multifragmentar do colo do úmero tratada cirurgicamente com implantação percutânea de três fios de Kirschner. Seis dias após a intervenção, a doente iniciou um quadro de dor torácica lancinante com irradiação ao braço e região dorsal esquerda, dispneia e ortopneia, tendo sido readmitida dois dias mais tarde no Serviço de Urgência onde a telerradiografia do tórax revelou a migração de um fio de Kirschner para a cavidade intratorácica e alargamento do mediastino. O ecocardiograma confirmou o diagnóstico de tamponamento pericárdico e a TAC do tórax complementar demonstrou a migração do fio de Kirschner para a cavidade pleural esquerda.

Elétrodo de pasta de carbono molecularmente impresso para deteção voltamétrica de Furazolidona

A furazolidona é uma substância ativa do medicamento Giarlam que contém um espetro anti-bacteriano relativamente amplo e que é frequentemente usado para tratar certas doenças bacterianas e protozoárias no homem. A maioria dos fármacos exige uma dosagem que garanta os níveis de segurança e eficácia de atuação. A necessidade de dosear os medicamentos e os seus metabólitos exige o desenvolvimento constante de métodos analíticos eficientes. Neste trabalho desenvolveu-se um novo sensor eletroquímico para a deteção da furazolidona, baseado num elétrodo de pasta de carbono modificado com um polímero molecularmente impresso. A procura de novos materiais que permitam uma melhor seletividade e sensibilidade aos sistemas de deteção é especialmente importante no desenvolvimento de métodos analíticos. Os polímeros molecularmente impressos enquadram-se nesse perfil e o seu uso tem vindo a ser cada vez mais frequente como ferramenta importante em química analítica. Assim, sintetizou-se um polímero com cavidades seletivas para a Furazolidona. Este polímero foi, misturado com grafite e perafina de modo a produzir uma pasta de carbono. Uma seringa de plástico foi usada como suporte da pasta de carbono. O comportamento eletroquímico do sensor foi avaliado e diversas condições de utilização foram estudadas e otimizadas. O sensor apresenta um comportamento linear entre a intensidade do pico e a concentração numa gama de concentrações entre 1 e 100 μM, um limite de deteção de 1 μM e uma precisão (repetibilidade) inferior a 7%. A aplicabilidade do sensor fabricado em amostras complexas foi avaliada pela deteção do fármaco em amostras de urina.

Otimização do processo de injeção de ZAMAK

A indústria automóvel necessita aumentar a produtividade de forma sistemática, com vista à redução de custos e incremento da competitividade. A otimização dos produtos e processos é uma constante. O presente trabalho foi solicitado pela empresa FicoCables, do Grupo FICOSA, tendo em vista a otimização do processo de injeção de pequenas peças injetadas em ZAMAK, que constituem o bloqueio na extremidade de cada cabo metálico inserido nos automóveis para abertura da mala, portas, travão de mão, reservatório de combustível, capô, etc. A empresa possui cerca de 52 equipamentos de injeção de ZAMAK, cuja temperatura dos bicos era mantida com base numa chama de gás. Os sucessivos problemas de controlo do sistema ditaram uma mudança estratégica no aquecimento desses bicos, passando a ser usadas resistências elétricas anelares. No entanto, esta mudança veio a apresentar problemas inesperados, os quais se vieram inclusivamente a tornar em problemas de segurança, devido ao desgaste interior prematuro dos bicos, os quais apresentaram esmo problema de rotura. Paralelamente, todos os parâmetros relacionados com este processo de fabrico estavam também estudados de forma algo incipiente, pelo que se tornou necessário compreender e dissecar todas as variáveis relacionadas com o processo e implementar sistemas que impedissem o ajuste não controlado dos parâmetros por parte dos operadores. Também os moldes foram alvo de ações de melhoria, com vista a evitar problemas na zona de contacto do bico com o molde. O processo foi analisado em pormenor, permitindo um controlo muito mais apurado do mesmo. Os resultados fizeram sentir-se de forma imediata, graças ao trabalho desenvolvido neste estudo e à abertura demonstrada pela empresa para implementar todas as soluções propostas. O resultado final traduz-se num incremento significativo da segurança para os operadores, num controlo muito mais apurado de todos os parâmetros envolvidos no processo, numa maior garantia da qualidade nos produtos injetados em ZAMAK e em ganhos financeiros significativos para a empresa.

Estudo de problemas de corrosão em cabos de aço zincado

As cablagens metálicas são aplicadas abundantemente na montagem dos automóveis, para accionamento de diversos dispositivos, tais como a abertura de portas, abertura da mala ou da tampa do motor, abertura do tampão do depósito de combustível, accionamento do travão de mão, etc. Nas cablagens metálicas utilizadas na indústria automóvel é comummente utilizado arame entrançado de aço zincado, o qual foi já estudado resistir à agressividade das condições em que habitualmente trabalham. No entanto, para que esta estabilidade de funcionamento exista, torna-se necessário que a qualidade do arame entrançado seja a mais adequada. O presente trabalho surgiu da necessidade de averiguar quais as razões que estariam por detrás do aparecimento de quantidades relativamente abundantes de Óxido de Zinco (ZnO) em cablagens metálicas utilizadas na indústria automóvel, poucas semanas depois do seu fabrico. O estudo foi levado a cabo com vista a satisfazer as necessidades de investigação deste problema por parte de uma empresa de cablagens metálicas instalada no nosso país, a FicoCables, estabelecendo quais as causas-raiz deste problema, com vista a poder evitálo no futuro. O trabalho foi concluído com sucesso, tendo-se averiguado que existiam lacunas graves de limpeza do cabo entre as operações de conformação do arame e de zincagem, com deposição de elementos potenciadores do Óxido de Zinco na interface, os quais viriam a revelar-se cruciais à posteriori, para a nucleação e desenvolvimento do Óxido de Zinco na superfície do cabo.

A Homemade Snare: An Alternative Method for Mechanical Removal of Dirofilaria Immitis in Dogs

Canine dirofilariosis is a life-threatening parasitic disease that is increasingly reported worldwide. Once diagnosed the main treatment goals are to improve the animal's clinical condition and to eliminate all life stages of the parasite with minimal posttreatment side effects. This can be achieved through mechanical, surgical, or chemotherapeutical approaches. Currently, manual extraction is the preferred method to remove adult heartworms due to its diminished invasiveness, reduced damage to the vascular endothelium, and shortened anaesthesia duration. However, it remains an expensive technique that can be highly traumatic. To address this issue, a nontraumatic homemade catheter-guided snare was developed for heartworm removal by adapting and folding a 0.014-inch coronary wire (BMW, Abbott Vascular). Transvenous heartworm extraction was performed on a dog severely infected with adult heartworms by inserting the modified snare into a 6-F Judkins right coronary guiding catheter BMW (Cordis) and advancing it into the right ventricle under fluoroscopic guidance. Fifteen adult specimens of Dirofilaria immitis were successfully extracted from the pulmonary artery and right ventricle without complications. To assure the death of both larvae and adults, postoperative treatment was successfully managed using ivermectin, doxycycline, and melarsomine, with no recurrence after surgery.

Sistemas geotérmicos de baixa entalpia estudos de caracterização térmica

A crescente atenção revelada pelas sociedades nos últimos anos, no que respeita à sustentabilidade energética do planeta, tornou-se o principal impulsionador para o desenvolvimento de formas de exploração de energia que contribuem para a redução dos gases com efeito de estufa. A energia geotérmica de baixa entalpia (Shallow Geothermal Energy–SGE) é um dos tipos de energia verde utilizados para aquecimento e arrefecimento de edifícios. Nas últimas décadas, tem vindo a demonstrar uma elevada eficácia energética e aplicabilidade em diversos países em todo o mundo. Aos sistemas convencionais de exploração abertos e fechados, seguiram-se os sistemas com estruturas de fundações termoactivas. A Suíça e Áustria foram os países pioneiros onde se iniciou a exploração utilizando este tipo de estruturas, primeiro com recurso a lajes de fundo e depois, em 1984, através de estacas. A utilização generalizada de fundações de forma bi-funcional poderá resultar numa compensação sustentável dos seus custos de implementação. No entanto, é necessário conhecer de forma sólida o comportamento geotécnico dos solos face à imposição das diferentes acções térmicas provocadas pelos Sistemas Geotérmicos de Baixa Entalpia. A eficácia dos Ground Energy Systems (GES) está directamente associada à capacidade que os solos apresentam para fornecer ou dissipar calor. O desempenho dos GES e a sua eficiência está ainda por avaliar relativamente às condições existentes em Portugal. As propriedades térmicas dos solos são um desses aspectos, sendo da maior relevância na avaliação do seu desempenho. Nesta dissertação são abordados os diferentes mecanismos de transferência de calor nos solos bem como propriedades térmicas necessárias para a sua caracterização. Apresenta-se também um caso prático, para o qual foi realizada caracterização térmica e posterior modelação numérica de uma estrutura termoactiva, determinando-se os campos de temperaturas máximos e mínimos e os fluxos térmicos provocados pelo seu funcionamento.

Endovascular techniques for placement of long-term chemotherapy catheters

PURPOSE: To analyze the results from using endovascular techniques to place long-term chemotherapy catheters when advancing the catheter using the external jugular vein is difficult due to obstructions or kinking. METHODS: Between July 1997 and August 2000, 320 long-term chemotherapy catheters were placed, and in 220 cases the external jugular vein was used as the primary venous approach. In 18 of these patients, correct positioning was not achieved and several endovascular techniques were then utilized to overcome these obstacles, including manipulation of a J-wire with a moveable core, venography, and the exchange wire technique. RESULTS: In 94.5% of the patients with difficulties in obtaining the correct positioning, we were able to advance the long-term catheter to the desired position with the assistance of endovascular techniques. CONCLUSIONS: Venography and endovascular guidance techniques are useful for the placement of long-term catheters in the external jugular vein.

Implementation and comparison of different switching techniques for shunt active power filters

This paper presents a comparison between three switching techniques that can be used in three-phase four-wire Shunt Active Power Filters (SAPFs). The implemented switching techniques are: Periodic-Sampling (PS), Triangular Carrier Pulse-Width Modulation (TC-PWM) and Space Vector PWM (SVPWM). The comparison between them is made in terms of the compensated currents THD%, implementation complexity, necessary CPU time and SAPF efficiency. To perform this comparison are presented and analyzed several experimental results, obtained with a 20 kVA Shunt Active Power Filter prototype, specially developed for this purpose. The control system of the developed SAPF is based in the p-q Theory with a grid synchronization algorithm p-PLL.

Re-Design of ribbon for new applications

O conceito de qualidade de vida surge pela primeira vez em 1920, através do economista inglês Arthur Cecil Pigou, que utiliza este termo para descrever o impacto governamental sobre a vida das pessoas mais desfavorecidas. Com a instalação de uma era industrializada e com o fim da 2º Guerra Mundial, a sociedade mudou de paradigma e iniciou uma procura incessante de formas para melhorar a sua qualidade de vida. Este conceito desenvolve-se juntamente com o desenvolvimento do conceito de educação, saúde, habitação, transporte, trabalho e lazer, bem como indicadores do aumento da esperança de vida, a diminuição da mortalidade infantil e dos níveis de poluição. O avanço da tecnologia teve um papel fundamental para a evolução desses conceitos, bem como o Design na procura de soluções para aplicação dessas mesmas tecnologias. No caso concreto da indústria tèxtil, a tendência é o desenvolvimento de têxteis inteligentes envolvendo a engenharia electrónica no seu processo de conceptualização e de fabrico. A chamada tecnologia wearable abre novos horizontes para a criação de soluções inovadoras, abrindo novos nichos de mercado com elevado valor acrescentado. Existem atualmente vários produtos no mercado cuja funcionalidade e utilidade lhes conferiu um estatuto imutável ao longo dos anos, onde a evolução não avançou na tendência atual. Esse é o caso dos tecidos estreitos, cuja funcionalidade poderá adquirir novas capacidades e ser utilizada em diferentes componentes têxteis nas mais variadas áreas. Essas capacidades poderão ser acrescentadas pela incorporação de materiais com luminosidade (Led’s e L-Wire) nas suas estruturas. Neste estudo realizado o design de produtos com novas funcionalidades, adaptando as tecnologias até agora desenvolvidas em novas soluções e/ou novas recriações de produto.

Terahertz response of patterned epitaxial graphene

We study the interaction between polarized terahertz (THz) radiation and micro-structured large-area graphene in transmission geometry. In order to efficiently couple the radiation into the two-dimensional material, a lateral periodic patterning of a closed graphene sheet by intercalation doping into stripes is chosen. We observe unequal transmittance of the radiation polarized parallel and perpendicular to the stripes. The relative contrast, partly enhanced by Fabry-Perot oscillations reaches 20 %. The effect even increases up to 50 % when removing graphene stripes in analogy to a wire grid polarizer. The polarization dependence is analyzed in a large frequency range from < 80 GHz to 3 THz, including the plasmon-polariton resonance. The results are in excellent agreement with theoretical calculations based on the electronic energy spectrum of graphene and the electrodynamics of the patterned structure

Flexible organic–inorganic hybrid layer encapsulation for organic opto-electronic devices

In this work we produce and study the flexible organic–inorganic hybrid moisture barrier layers for the protection of air sensitive organic opto-electronic devices. The inorganic amorphous silicon nitride layer (SiNx:H) and the organic PMMA [poly (methyl methacrylate)] layer are deposited alternatingly by using hot wire chemical vapor deposition (HW-CVD) and spin-coating techniques, respectively. The effect of organic–inorganic hybrid interfaces is analyzed for increasing number of interfaces. We produce highly transparent (∼80% in the visible region) hybrid structures. The morphological properties are analysed providing a good basis for understanding the variation of the water vapor transmission rate (WVTR) values. A minimum WVTR of 4.5 × 10−5g/m2day is reported at the ambient atmospheric conditions for 7 organic/inorganic interfaces. The hybrid barriers show superb mechanical flexibility which confirms their high potential for flexible applications.

Desenvolvimento de um protótipo didático de uma máquina de corte de pedra por fio diamantado

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Análise e simulação da produção de moldes para injeção de plásticos

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Diagnóstico e ensaio de carga de asnas tradicionais de madeira

Dissertação de mestrado Integrado em Engenharia Civil