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- May the force be with you: an investigation into logging methods using donkeysPublication . Rodrigues, João Brandão; Garrett, Chris; Norris, Stuart; Albuquerque, Francisco Braga; Queijo, Luis; Coelho, João Paulo; Cooke, Fiona; Judge, AndrewWorking equids represent major sources of energy worldwide, and assume an increasingly important role in line with increasing requirements for sustainable energy. The effectiveness of their contributions relies on welfare, especially in the case of donkeys that, due to their size, face more adverse working conditions compared to larger equids. In this study, heart rate and force exerted were monitored while logging using three methods: direct pull, sled, and vehicles. A swingle tree incorporating a dynamometer and data logger was developed for this project, allowing continuous recording of forces. It was hypothesized that logging techniques that suspend (partially or totally) the load from the ground, reduce the force exerted, thus reducing physical effort. This study also aimed to understand if heart rate can be used as an alternative proxy measure when pulling different loads using different methods. Results showed that the greatest force was measured during direct pull (369.66 N), requiring 20% greater force compared to the sled (299.10 N, P <0.001), and 60% greater force than the vehicle (125.11 N, P <0.001). The sled required an additional 58% of force compared to the vehicle (P <0.001). This determines vehicles are the best option for reducing the force exerted by donkeys. Affordability and skills needed to work with this technique, however, are important considerations. Sleds represent a user-friendly solution; reducing the force needed when compared to direct pull, requiring less skills and equipment. The dynamometer proved an excellent method for force monitoring. Heart rate as a proxy measure for force didn’t provide accurate data for lighter loads. Increasing load weight, followed by the increasing force requirements, correlation and explanatory power became greater, indicating that with heavier logs, or methods that display greater force requirements, heart rate may be used as a proxy method for force, but further studies are needed. Keywords: Working donkeys, dynamometer, logging techniques, heart rate, animal welfare.
- Análise do stick de hóquei em patins para futuro reforço estruturalPublication . Fernandes, Joana Filipa Teixeira; Queijo, Luis; Rocha, Joãopatins, daí ter surgido o interesse pelo estudo do remate deste desporto. O objetivo deste estudo foi criar condições para analisar o comportamento do stick durante um remate de hóquei em patins. Para tal, recorreu-se a técnicas videográficas de alta velocidade sendo realizadas filmagens de todo o remate. Estas filmagens foram feitas no Laboratório de Tecnologia Biomédica – ESTIG. Os ensaios experimentais realizados, tiveram por base um mecanismo de testes de stick de hóquei em patins desenvolvido no âmbito deste estudo. Desenvolvido o mecanismo, foi necessário fazer a simulação do mesmo, utilizando- se o programa SolidWorks® Dassault Systems ver.2015/2016 - Simulation, antes de se passar à construção, uma vez que era necessário saber se o material a utilizar – aço de construção AISI 1020, suportaria os esforços mecânicos que lhe seriam aplicados. Feitos os ensaios, foi necessário tratar as imagens para de seguida se poderem apresentar os resultados obtidos. Analisando as imagens obtidas em alta-velocidade, foi possível obter uma melhor perceção do comportamento do stick em função da força que lhe é aplicada. De acordo com os cálculos feitos, é de esperar que, com melhorias no mecanismo, nomeadamente na mola e no rolamento, os resultados sejam mais similares aos descritos na literatura. O remate que o mecanismo proporcionou assemelhou-se ao executado por atletas. Os resultados obtidos nos ensaios podem ser fundamentais para o estudo dos futuros materiais a aplicar nos sticks de hóquei em patins, permitindo o seu reforço estrutural.
- Conceção e projeto de um centro de maquinagem CNC de 5 eixosPublication . Cachada, Ana; Queijo, Luis; Rocha, JoãoResumo Este trabalho consistiu em conceber e projetar um centro de maquinagem CNC com 5 eixos adequado à maquinagem de materiais macios, como por exemplo poliuretano. Este centro maquinagem deve apresentar uma volumetria de trabalho máxima de 0,5x0,5x0,5 m3. O desenvolvimento deste trabalho passou pela análise de diversas estruturas, passiveis de serem utilizadas como estrutura base de um centro de maquinagem com 5 eixos, cálculo dos esforços a que a estrutura está sujeita, cálculo das velocidades de trabalho e cálculo da massa máxima dos materiais a maquinar. Definidas as condições iniciais do modelo foi necessário selecionar os perfis a utilizar na estrutura da máquina-ferramenta e ainda todos os elementos integrantes dos sistemas de movimentação linear e rotativa, como fusos, motores, rolamentos, engrenagens, polias, entre outros. Além dos elementos standard selecionados foi essencial proceder à conceção de elementos de ligação e suporte criados especificamente para o equipamento, como apoios para os motores e fusos, cantoneiras, entre outros. Posteriormente, realizaram-se simulações estáticas para verificar se todos os componentes suportam os esforços que lhe são impostos e perceber quais as deformações sofridas por estes. Através da análise das deformações e dos deslocamentos mínimos conseguidos foi possível determinar qual a exatidão do equipamento. Por fim, com base em orçamentos e preços estimados foi efetuada uma estimativa de custo total do equipamento.
- Análise de um stick de hóquei em patins em remate para futuro desenvolvimento de soluções de reforço estruturalPublication . Fernandes, Joana Filipa Teixeira; Queijo, Luis; Rocha, JoãoDo ponto de vista da engenharia, existe pouca informação sobre o hóquei em patins [1], daí ter surgido o interesse pelo estudo do remate deste desporto. O objetivo desta investigação foi criar condições para analisar o comportamento do stick durante um remate de hóquei em patins, recorrendo a técnicas videográficas. Através da análise das imagens obtidas em alta-velocidade, foi possivel obter uma melhor perceção do comportamento do stick em função da força que lhe é aplicada.
- Otimização de parâmetros de fresagem usando o método de Taguchi com a análise relacional de GreyPublication . Pereira, Daniel; Queijo, Luís; Ribeiro, J.E.Na indústria, o uso das máquinas de comando numérico (CNC) tem sido muito recorrente, pois é necessário minimizar os tempos de maquinagem e obter uma elevada precisão. Um dos processos mais utilizados para maquinar materiais metáli-cos, como o aço e ferros fundidos, é a fresagem. Contudo, para melhorar este tipo de processo é necessário estudar a influência dos diferentes parâmetros de maquina-gem e, com isso, selecionar corretamente as ferramentas de corte mais adequadas à operação de corte por arranque de apara. Neste estudo analizou-se o efeito de quatro parâmetros do processo de fresagem (o tipo de pastilha, a velocidade de corte, o avanço e a penetração axial) na rugosidade superficial, no desgaste das pastilhas e na taxa de produção durante a maquinagem de um ferro fundido branco com a de dureza 370 HB. Para esta análise foram utilizados dois métodos de otimização: mé-todo de Taguchi e a análise relacional de Grey. Com o método de Taguchi foi possí-vel determinar a matriz de ensaios experimentais (L18) e, posteriormente, determinar a melhor combinação de parâmetros para cada elemento de controlo. A análise rela-cional de Grey foi utilizada para determinar a combinação ótima de parâmetros para o conjunto dos elementos de controlo. Cada ensaio terminou quando as pastilhas so-fressem um desgaste igual ou superior a 0.2 [mm], valor definido pela norma ISSO 8688-1. No final dos 18 ensaios foi realizado um tratamento estatístico dos dados através da análise de variância (ANOVA). Com isso, verificou-se que o valor máxi-mo de vida útil foi de 222 [min], o valor mínimo de rugosidade foi de 0.31 [μm] e o valor máximo de taxa de produção foi de 4.584 [cm3/min]. Com recurso à ANOVA foi possível determinar que o parâmetro que mais influenciou a vida útil foi o avanço com 41.32 %, enquanto para a rugosidade foi o tipo de pastilha o fator mais influen-te (90.85 % ) e, por último, para a taxa de produção, três parâmetros que influenciam da mesma forma, a velocidade de corte, o avanço e a penetração axial com 33,33 %. Com a ajuda da análise relacional de Grey, verificouse que a melhor combinação obtida foi: Pastilha 2, velocidade de corte 150 [m/min], avanço de 0.1 [mm/dente] e a penetração axial de 0.3 [mm].
- Ergonomia na cirurgia laparoscópia - estado da artePublication . Pires, Flávia; Queijo, Luis; Rocha, JoãoA laparoscopia é uma técnica que começou a ser utilizada em animais nos primeiros anos do século XX. Somente por volta dos anos 80 é que começou a ser utilizada em seres humanos. Este artigo foi desenvolvido para avaliar o estado da arte da ergonomia aplicada à cirurgia laparoscópica, no sentido de evoluir para o estudo de novos instrumentos aplicáveis nesta técnica. Para tal, realizou-se uma pesquisa aos estudos que abordam a problemática da ergonomia na cirurgia laparoscópica. A partir da analise dos diferentes estudos foi possível concluir quais os fatores que afetam diretamente a saúde dos cirurgiões.
- Electronic instrumentation of a swingletree for equid pull load monitoring: a contribution for the welfare and performance of working donkeysPublication . Coelho, João Paulo; Rodrigues, João Brandão; Queijo, Luis; Rosse, Higor Vendramini; Albuquerque, Francisco Braga; Judge, Andrew; Cooke, Fiona; Garrett, ChrisEquids play a fundamental role in supporting livelihoods in many parts of the world. Being able to access the animal’s welfare, especially while performing tasks that involve high levels of physical effort such as those found in agroforestry activities, is of utmost importance. The Donkey Sanctuary, a UK-based international charitable institution, has designed a project that aims to develop a set of tools to evaluate the working conditions of donkeys and mules worldwide. This requires the measurement of several different parameters, including the force exerted by an animal to pull a load during work. This article presents the stages of design, development and implementation of a device capable of carrying out these measurements with minimal human intervention and with negligible impact on the task operating conditions. Data obtained from real fi eld conditions validates the devised measurement method.
- The influence of manufacturing factors in the short-fiber non-woven chestnut hedgehog spine-reinforced polyester composite performancePublication . Ribeiro, J.E.; Rocha, João; Queijo, LuisOne of the most important agricultural products in the northeast of Portugal is sweet chestnuts. In this region only, several tons of this product are produced every year. Sweet chestnuts are enclosed in a hedgehog covered with a large number of short and fine spines and containing more than one nut. This hedgehog, with long spines, does not have any commercial value, and they are considered an agricultural waste that is left in the fields to be incorporated into the soil. In this work, the authors propose to study the influence of some factors in the short-fiber non-woven chestnut hedgehog spine-reinforced polyester composite performance. For this purpose, the tensile properties of chestnut spines were determined by implementing a design of experiments (DOE) approach developed by Taguchi. Thus, the factors that will be controlled are the fiber dispersion which is defined by fiber/matrix mass ratio or weight fraction, the interfacial strength that could be improved using an alkali–silane treatment and, finally, the moisture level in the fibers. For each factor, three levels were used, an L9 orthogonal array of experiments was implemented to evaluate tensile and flexural properties. These properties were determined based on results of 54 tests, and the maximum mean values for tensile and flexural strength were 23.5 MPa and 33.6 MPa, respectively. The most influential factor for maximizing the tensile strength was the volume fraction of fiber with a contribution of 30%, and most influential factor for maximizing the flexural strength was the moisture level with a contribution of 65%. The determined mean value of tensile strength of the spines was 148 MPa.
- Rapid prototyping of 3D anatomical models to hemodynamic studiesPublication . Freitas, Vania; Queijo, Luis; Lima, Rui A.The purpose of this work is mainly to manufacture several anatomical models in a polymeric material – polydimensiloxane (PDMS) to study the blood flow through a carotid artery bifurcation. Over the last few decades, research has been shown that the geometry of the carotid artery is closely related to the development of serious cardiovascular diseases. Hence, there is a considerable interest in the development of in vitro experimental techniques able to obtain accurate measurements of the blood flow behavior through a realistic carotid artery. In this study we decide to apply rapid prototyping (RP) technologies combined with a PDMS casting technique in order to fabricate an anatomically realistic model of a human carotid to investigate, in a near future, the effect of the geometry on the local hemodynamics and consequently improve the understanding of the origin and development of these pathologies. Based on a human carotid computerized tomography (TC) it has been developed a 3D model through the application of two rapid prototyping techniques – Fused Deposition Modeling (FDM) and Tridimensional Printing (TDP). By combining the rapid prototyping techniques with a PDMS casting technique it was possible at the end to obtain an anatomically transparent model of a human carotid artery made by an elastomeric material, i.e. PDMS. Hence, we believe that this combination is a promising technique to perform in vitro blood studies through anatomically realistic models, such as a carotid artery.
- Collar pressure mapping: an evaluation of seven collar types used on working donkeys in EuropePublication . Rodrigues, João B.; Garrett, Chris; Norris, Stuart L.; Albuquerque, Francisco Braga; Queijo, Luís; Cooke, Fiona; Judge, AndrewBackground: Working donkeys represent an important source of energy worldwide. Poor working conditions and equipment affect their ability to work. Poorly designed, ill-fitted harness causes inefficient transfer of power and leads to health and welfare issues. Using technology to assess different types of collars provides a better understanding of those that are most efficient for working donkeys. Materials and methods: Seven different collars were tested using pressure pads. Contact area, median, maximum and peak pressures were obtained for the whole collar and critical points. Eight donkeys pulled 20% and 40% of their body weight, using each collar, under controlled conditions. Results: Contact area and pressures vary between collars and effort, with design and expansion capacity of the collars playing a major role. Simple collars designed specifically for donkeys performed well, with full collars designed for horses also having good results. Due to reduced expansion capacity and contact in the critical points, the breast collars were the least effective. Conclusion: Design, appropriate padding and manufacturing materials and adjustment capacity are key features for good collars, and such parameters are of paramount importance in terms of health and welfare for working donkeys. © 2021 British Veterinary Association