Role of supply chains in adopting product related environmental regulations : case studies of Vietnam

This paper shows some findings how product related environmental regulations, especially those that relate to management of chemical substances affect firms in Asia. Interviews were conducted for some firms in Vietnam that are part of global supply chains of electrical and electronic, furniture, and plastic industries. The global supply chains with MNC lead firms have helped local firms in developing countries to adopt technical PRERs overseas. On the other hand, indigenous firms that do not belong to global value chains might face hurdles to keep exporting to the regulated markets. PRERs could become a barrier for firms that attempt to the regulated markets without supports by MNC lead firms.

Educational Project for the Teaching of Control of Electric Traction Drives

Electric vehicles constitute a multidisciplinary subject that involves disciplines such as automotive, mechanical, electrical and control engineering. Due to this multidisciplinary technical nature, practical teaching methodologies are of special relevance. Paradoxically, in the past, the training of engineers specializing in this area has lacked the practical component represented by field tests, due to the difficulty of accessing real systems. This paper presents an educational project specifically designed for the teaching and training of engineering students with different backgrounds and experience. The teaching methodology focuses on the topology of electric traction drives and their control. It includes two stages, a simulation computer model and a scaled laboratory workbench that comprises a traction electrical drive coupled to a vehicle emulator. With this equipment, the effectiveness of different traction control strategies can be analyzed from the point of view of energy efficiency, robustness, easiness of implementation and acoustic noise.

Avaliação da influência do efeito de ultrassom na lixiviação de metais de placas de circuito impresso obsoletas.

Os equipamentos elétricos e eletrônicos (EEE) possuem uma grande importância na sociedade contemporânea, e estão presentes no cotidiano das pessoas de forma ubíqua. Com o aumento no consumo de EEE juntamente com a obsolescência precoce, surge um novo tipo de resíduo, chamado de Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos (REEE). Os REEE não devem ser descartados em aterros, pelo risco de contaminação e pelo desperdício de material. Assim, a reciclagem se faz necessária. As placas de circuito impresso (PCI) estão presentes na grande maioria do REEE e contem a maior variedade de metais, incluindo metais valiosos como Au, Ag, Pt e Cu. A complexidade torna a reciclagem destas placas muito difícil. Rotas hidrometalúrgicas tem surgido como uma alternativa mais limpa para o tratamento de PCI, em detrimento aos processos pirometalúrgicos. Nas rotas hidrometalúrgicas, os metais são extraídos pela lixiviação realizada por ácidos ou bases. O efeito ultrassônico tem sido empregado na síntese de novas substâncias e também em alguns casos no tratamento de resíduos. O processo central no uso de ultrassom é a cavitação acústica, capaz de produzir microbolhas na solução com temperatura da ordem de 5000 K e pressão de 500 atm localmente. Além disto, a implosão das bolhas de cavitação em meio heterogêneo causa um jato de solução na superfície, que pode alcançar velocidade de 100 m.s-1. Assim, esta tese tem como objetivo a investigação do efeito do ultrassom sobre PCI obsoletas. Dois efeitos foram investigados: o efeito da cominuição das PCI promovido pela cavitação e a influência da cavitação na lixiviação com ácido sulfúrico de Fe, Al e Ni. Os parâmetros investigados na cominuição foram: tipo de placa, granulometria da placa moída e potência de ultrassom. Os parâmetros de lixiviação avaliados foram: razão sólido-líquido (S/L), concentração de ácido e potência de ultrassom. Também foram realizados ensaios de lixiviação sonicados com meio oxidante. Foi feita a análise cinética para se determinar qual é o controle da reação de lixiviação.

Estudo da extração de índio a partir de telas de cristal líquido (LCD).

Ao longo dos últimos anos, o crescimento ao acesso a esse tipo de tecnologia pelos consumidores brasileiros tem intensificado o aumento no interesse ambiental e econômico dos LCDs. Os displays de cristal líquido são utilizados em televisores, calculadoras, telefones celulares, computadores (portáteis e tablets), vídeo games entre outros equipamentos eletrônicos. O avanço tecnológico neste campo tem tornado estes aparelhos obsoletos cada vez mais rápido, aumentando o volume de resíduos de LCDs a ser dispostos em aterros o que contribui para a redução da sua vida útil. Neste contexto, os LCDs provenientes de televisores de LED LCD tem se tornado uma fonte importante de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Assim, torna-se essencial o desenvolvimento de métodos e processos para tratamento e reciclagem de LCDs. Deste modo, o objetivo do presente trabalho é a caracterização física e química de telas de cristal líquido provenientes de displays de televisores de LED LCDs e o estudo de uma rota hidrometalúrgica para recuperação de índio. Para tanto se utilizou técnicas de tratamento de minérios e análises físicas e químicas (separação granulométrica, perda ao fogo, visualização em lupa binocular, TGA, FRX, FT-IR) para caracterização do material e quantificação do índio antes e, após, a rota hidrometalúrgica que, por sua vez, foi realizada em reatores de bancada utilizando três agentes lixiviantes (ácido nítrico, sulfúrico e clorídrico), três temperaturas (25ºC, 40ºC e 60ºC) e quatro tempos (0,5h; 1h; 2h e 4h). Encontrou-se que a tela de cristal líquido representa cerca de 20% da massa total do display de televisores de LCD e que é composta por aproximadamente 11% em massa de polímeros e 90% de vidro + cristal líquido. Verificou-se também que há seis camadas poliméricas nas telas de cristal líquido, onde: um conjunto com 3 polímeros compõe o analisador e o polarizador, sendo que o polímero da primeira e da terceira camada de cada conjunto é triacetato de celulose e corresponde a 64% da massa de polímeros das telas. Já o polímero da segunda camada é polivinilalcool e representa 36% da massa de polímeros. Os melhores resultados obtidos nos processos de lixiviação foram com o ácido sulfúrico, nas condições de 60°C por 4h, relação sólido-líquido 1/5. Nessas condições, foi extraído em torno de 61% do índio contido tela de LCD.

Ambientes tecno-pedagógicos para o desenvolvimento de competências transversais para a inovação em engenharia.

Muito se fala na crescente velocidade de inovações tecnológicas que se apresenta ao mundo e que vai se acelerando. Antes, gerações se passavam para termos uma evolução tecnológica. Hoje, uma mesma geração presencia vários saltos tecnológicos. Neste contexto de inovações frequentes, surge a preocupação sobre como formar um profissional responsável, ético e que consiga acompanhar e ser protagonista de tais mudanças. O trabalho desenvolvido nesta tese busca colaborar na discussão sobre a formação do engenheiro, com foco na engenharia elétrica e de computação, revisitando as definições de conceitos como educação em engenharia, aprendizagem ativa, inovação, Design Thinking e competências transversais, e definindo, como contribuição de pesquisa, os conceitos de tecno-pedagogia e ambientes tecno-pedagógicos, como pressuposto de convergência de estruturas tecnológicas, estratégias pedagógicas e métodos de avaliação em aprendizagem ativa para a inovação. Apresenta um método para identificar e quantificar o grau de ênfase das competências transversais para a inovação a partir da demanda de mercado para engenheiros eletricistas e da computação; e um método de observação, coleta e análise de dados sobre o desenvolvimento de competências transversais na participação em duas experiências de aula: na disciplina global ME310 da Universidade de Stanford; e na disciplina 030-3410 da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Com isso, foi possível elaborar um método para auxiliar no planejamento de disciplinas e cursos com foco em inovação, identificando as competências transversais que devem ser incentivadas e relacionando tais competências com estratégias de ensino e aprendizagem e sugerindo a estrutura tecnológica e método de avaliação a serem adotados.

A sensing mechanism for the detection of carbon nanotubes using selective photoluminescent probes based on ionic complexes with organic dyes

The multifunctional properties of carbon nanotubes (CNTs) make them a powerful platform for unprecedented innovations in a variety of practical applications. As a result of the surging growth of nanotechnology, nanotubes present a potential problem as an environmental pollutant, and as such, an efficient method for their rapid detection must be established. Here, we propose a novel type of ionic sensor complex for detecting CNTs – an organic dye that responds sensitively and selectively to CNTs with a photoluminescent signal. The complexes are formed through Coulomb attractions between dye molecules with uncompensated charges and CNTs covered with an ionic surfactant in water. We demonstrate that the photoluminescent excitation of the dye can be transferred to the nanotubes, resulting in selective and strong amplification (up to a factor of 6) of the light emission from the excitonic levels of CNTs in the near-infrared spectral range, as experimentally observed via excitation-emission photoluminescence (PL) mapping. The chirality of the nanotubes and the type of ionic surfactant used to disperse the nanotubes both strongly affect the amplification; thus, the complexation provides sensing selectivity towards specific CNTs. Additionally, neither similar uncharged dyes nor CNTs covered with neutral surfactant form such complexes. As model organic molecules, we use a family of polymethine dyes with an easily tailorable molecular structure and, consequently, tunable absorbance and PL characteristics. This provides us with a versatile tool for the controllable photonic and electronic engineering of an efficient probe for CNT detection.

A Fuzzy Preprocessing Module for Optimizing the Access Network Selection in Wireless Networks

A heterogeneous wireless network is characterized by the presence of different wireless access technologies that coexist in an overlay fashion. These wireless access technologies usually differ in terms of their operating parameters. On the other hand, Mobile Stations (MSs) in a heterogeneous wireless network are equipped with multiple interfaces to access different types of services from these wireless access technologies. The ultimate goal of these heterogeneous wireless networks is to provide global connectivity with efficient ubiquitous computing to these MSs based on the Always Best Connected (ABC) principle. This is where the need for intelligent and efficient Vertical Handoffs (VHOs) between wireless technologies in a heterogeneous environment becomes apparent. This paper presents the design and implementation of a fuzzy multicriteria based Vertical Handoff Necessity Estimation (VHONE) scheme that determines the proper time for VHO, while considering the continuity and quality of the currently utilized service, and the end-users' satisfaction.

Gesture Recognition Using Neural Networks Based on HW/SW Cosimulation Platform

Hardware/software (HW/SW) cosimulation integrates software simulation and hardware simulation simultaneously. Usually, HW/SW co-simulation platform is used to ease debugging and verification for very large-scale integration (VLSI) design. To accelerate the computation of the gesture recognition technique, an HW/SW implementation using field programmable gate array (FPGA) technology is presented in this paper. The major contributions of this work are: (1) a novel design of memory controller in the Verilog Hardware Description Language (Verilog HDL) to reduce memory consumption and load on the processor. (2) The testing part of the neural network algorithm is being hardwired to improve the speed and performance. The American Sign Language gesture recognition is chosen to verify the performance of the approach. Several experiments were carried out on four databases of the gestures (alphabet signs A to Z). (3) The major benefit of this design is that it takes only few milliseconds to recognize the hand gesture which makes it computationally more efficient.

On-Line Real-Time Service-Oriented Task Scheduling Using TUF

We present our approach to real-time service-oriented scheduling problems with the objective of maximizing the total system utility. Different from the traditional utility accrual scheduling problems that each task is associated with only a single time utility function (TUF), we associate two different TUFs—a profit TUF and a penalty TUF—with each task, to model the real-time services that not only need to reward the early completions but also need to penalize the abortions or deadline misses. The scheduling heuristics we proposed in this paper judiciously accept, schedule, and abort real-time services when necessary to maximize the accrued utility. Our extensive experimental results show that our proposed algorithms can significantly outperform the traditional scheduling algorithms such as the Earliest Deadline First (EDF), the traditional utility accrual (UA) scheduling algorithms, and an earlier scheduling approach based on a similar model.

Quasi-Orthogonal Space-Time Block Coding Using Polynomial Phase Modulation

Recently, polynomial phase modulation (PPM) was shown to be a power- and bandwidth-efficient modulation format. These two characteristics are in high demand nowadays specially in mobile applications, where devices with size, weight, and power (SWaP) constraints are common. In this paper, we propose implementing a full-diversity quasiorthogonal space-time block code (QOSTBC) using polynomial phase signals as modulation format. QOSTBCs along with PPM are used in order to improve the power efficiency of communication systems with four transmit antennas. We obtain the optimal PPM constellations that ensure full diversity and maximize the QOSTBC's minimum coding gain distance. Simulation results show that by using QOSTBCs along with a properly selected PPM constellation, full diversity in flat fading channels and thus low BER at high signal-to-noise ratios (SNR) can be ensured. More importantly, it is also shown that QOSTBCs using PPM achieve a better error performance than those using conventional modulation formats.

Deployment of a Hybrid Multicast Switch in Energy-Aware Data Center Network: A Case of Fat-Tree Topology

Recently, energy efficiency or green IT has become a hot issue for many IT infrastructures as they attempt to utilize energy-efficient strategies in their enterprise IT systems in order to minimize operational costs. Networking devices are shared resources connecting important IT infrastructures, especially in a data center network they are always operated 24/7 which consume a huge amount of energy, and it has been obviously shown that this energy consumption is largely independent of the traffic through the devices. As a result, power consumption in networking devices is becoming more and more a critical problem, which is of interest for both research community and general public. Multicast benefits group communications in saving link bandwidth and improving application throughput, both of which are important for green data center. In this paper, we study the deployment strategy of multicast switches in hybrid mode in energy-aware data center network: a case of famous fat-tree topology. The objective is to find the best location to deploy multicast switch not only to achieve optimal bandwidth utilization but also to minimize power consumption. We show that it is possible to easily achieve nearly 50% of energy consumption after applying our proposed algorithm.

Fabrication of Dense Non-Circular Nanomagnetic Device Arrays Using Self-Limiting Low-Energy Glow-Discharge Processing

We describe a low-energy glow-discharge process using reactive ion etching system that enables non-circular device patterns, such as squares or hexagons, to be formed from a precursor array of uniform circular openings in polymethyl methacrylate, PMMA, defined by electron beam lithography. This technique is of a particular interest for bit-patterned magnetic recording medium fabrication, where close packed square magnetic bits may improve its recording performance. The process and results of generating close packed square patterns by self-limiting low-energy glow-discharge are investigated. Dense magnetic arrays formed by electrochemical deposition of nickel over self-limiting formed molds are demonstrated.