Modelització mitjançant dinàmica de fluids computacional del Mòdul Hidromètric del segle XIX de la Sèquia de Manresa

L’objectiu principal de la present Tesi Doctoral és verificar mitjançant tècniques de la Dinàmica de Fluids Computacional (CFD) la hipòtesi de que el Mòdul Hidromètric (MH) de la Sèquia de Manresa, construït durant el segle XIX per limitar el cabal de la mateixa a 1000 l/s, compleix amb aquest valor nominal de disseny. Per tal de poder configurar el model ha estat necessari la creació, descripció i implementació d’una metodologia CFD que permetés simular i validar un model que reprodueixi el comportament dinàmic d’aquest dispositiu de regulació hidràulic, el MH. Aquesta aportació és prèvia a l’objectiu principal i no es pot menystenir, més si es té en compte la complexitat dels fenòmens implicats en el problema: flux no estacionari, tridimensional i turbulent, amb un flux d’entrada i tres de sortida; amb dos vessadors inundats i un ressalt hidràulic; amb la interacció del flux amb el mecanisme de regulació, format aquest per dos vasos de relaxació més dues arquetes de regulació, la primera d’elles equipada d’una comporta de fons, a més d’un flotador i una vàlvula de descàrrega que s’acciona mecànicament de forma automàtica en funció de l’alçada de l’aigua en la segona arqueta de regulació. La configuració del model ha estat elaborada a partir de les dimensions i el disseny del projecte original obtingut de les fonts documentals i de les mesures preses en treball de camp sobre les estructures hidràuliques encara avui dempeus. Sobre el model s’ha procedit a executar un conjunt de simulacions per a diferents cabals d’entrada tot utilitzant metodologia i eines pròpies de CFD. Els resultats obtinguts mitjançant les simulacions numèriques han estat validats analíticament a partir de les lleis de la Mecànica de Fluids, específicament les que caracteritzen el flux sota superfície lliure i, en concret, els fenòmens de flux sobre vessadors inundats de paret prima, el ressalt hidràulic i el desguàs per orificis sota una alçada de càrrega. Els resultats obtinguts han permès constatar que el MH era efectiu per a cabals entrants fins a 1500 l/s, limitant-ne el cabal de sortida a 1000 l/s, amb un error màxim del 7 %. Tanmateix, el sistema de regulació, basat en el manteniment d’uns nivells adequats d’aigua dins les dues arquetes, implica la necessitat d’alliberar un cert cabal a través de la comporta de fons. De no ser així, l’aigua procedent del vessador lateral inundaria el sistema. Aquesta condició implica el cost d’una pèrdua constant d’aigua a través de la comporta de fons per alimentar i per mantenir actiu el sistema de regulació. Alhora, s’ha constatat que la capacitat màxima de la vàlvula de descàrrega es situa en torn els 200 l/s, resultant insuficient per regular cabals d’entrada superiors a 1500 l/s. La recerca també ha posat de manifest un problema focalitzat en el funcionament del vessador lateral. Les oscil·lacions del nivell en la superfície lliure del flux principal ocasionen variacions en l’alçada de la làmina d’aigua sobre la paret del vessador i, conseqüentment, s’originen grans variacions en el cabal derivat sobre el vessador lateral, induint fluctuacions en el comportament dinàmic del sistema de regulació. Per tal de situar el MH en el seu context històric s'ha procedit a fer una recerca documental sobre el seu entorn social i econòmic incidint en els aspectes relatius a la gestió de l'aigua del canal. És així que s'ha posat en relleu evidències de conflicte d’interessos entre els usos agrícoles i industrials de l'aigua de la Sèquia de Manresa, que desembocaren finalment en la seva construcció.Postprint (published version

Estudio comparativo de la peinabilidad del cabello humano empleando distintos acondicionadores.

Un acondicionador es un agente químico que confiere al cabello dañado cierta elásticidad y peinabilidad independientemente de una mejor apariencia (brillo, etc.) suavidad y soltura. La eficacia objetiva de este tipo de cosméticos en cuanto a las propiedades tensiles puede verificarse por dinamometría. En este trabajo se determina la eficacia de cuatro acondicionadores comerciales distintos utilizando como criterio de evaluación la elasticidad, y carga para la rotura. Se mide también la peinabilidad empleando un dispositivo especial, en el dinamómetro que simula la operación de peinado. En conjunto se constata que los productos ensayados, confieren mayor elasticidad y resistencia al cabello. La peinabilidad tanto en seco como en húmedo mejora notablemente.Un conditionnateur est un agent chimique conférant aux cheveux nuis une certaine élasticité et une aptitude a la coiffure indépendamment d'un meilleur aspect (brillant, etc.) et d'une plus grande souplesse. L'efficacité objective de ce type de cosmétiques, quant aux propriétés tactiles, peut être vérifiée par dynamométrie. Dans ce travail, on détermine l'efficacité de quatre conditionnateurs commerciaux différents, en utilisant comme critere d'évaluation l'élasticité, et la charge a la rupture. On measure aussi l'aptitude a la coiffure en utilisant un dispositif spécial qui simule l'opération de coiffure dans le dynamometre. Dans l'ensemble, on constate que les produits essayés conferent une plus grande élasticité ainsi qu'une plus grande résistance aux cheveux. L'aptitude a la coiffure s'améliore notamment, a sec aussi bien qu'au mouillé.A hair conditioner is a chemical agent that confers to damaged hair some elasticity and combing ability, adding a befter look (sheen, soft, supple, etc). The objective eficiency of such type of cosmetics can be assessed by tensile testing. In this paper the eficiency of 4 comercial conditioners is evaluated by their elasticity and breaking load. The combing ability "combability" is also evaluated using a device adopted to tensile tester which simulates the combing operation. The 4 products tested show an improvement in hair elasticity, and resistance together with a better combability performance.Peer Reviewe

Análisis de la influencia de la evolución tecnológica en los riesgos laborales que afectan las mediciones topográficas

Fundamento y Métodos: En esta investigación se presenta el caso de la mejora de los riesgos laborales que experimenta un puesto de trabajo dedicado a mediciones topográficas, con la evolución tecnológica experimentada en este sector en los últimos 20 años. Para ello, se lleva a cabo una identificación y evaluación de los riesgos más importantes de este tipo de trabajos en el exterior (excavaciones y canteras), así como en actividades mineras y obras subterráneas. Esta identificación y evaluación de riesgos se realiza considerando 4 escenarios: 1) mediciones topográficas realizadas con estaciones totales con capacidad para medir distancias siendo necesario el uso de prismas; 2) mediciones topográficas basadas realizadas con estaciones totales con capacidad de medir distancias sin necesidad de prismas; 3) mediciones topográficas realizadas con receptores GPS; y 4) mediciones topográficas realizadas con drones. Resultados: Una vez realizada la identificación y evaluación de los riesgos principales que tienen lugar en la realización de mediciones topográficas en los 4 escenarios considerados, se analizan las diferencias más destacables de los riesgos que afectan este tipo de trabajos haciendo uso de un equipo u otro. Se constata que el uso de una estación total con capacidad de medir distancias sin uso de prismas permite eliminar o reducir a la mínima expresión riesgos tan importantes como los derivados de acceder al pie o cabeza de un talud, lugares peligrosos de obras y minas subterráneas, etc.Peer ReviewedPostprint (published version

Computational Fluid Dynamics (CFD) study to optimize the auxiliary ventilation system in an underground mine

Peer ReviewedObjectius de Desenvolupament Sostenible::8 - Treball Decent i Creixement EconòmicPostprint (published version

Virtual human hand: grasps and fingertip deformation

The objective of this paper is to simulate the human hand when grasping an object, considering the angles of the finger joints and the fingertip deformation. To study the grasp of an object used in activities of daily life (ADL) we focus on the equations given by grasps with force-closure. In this paper we address several topics and study grasping holistically, including power and precision grasping, the position of the finger and joint angles, fingertip deformation and fingertip forces (normal and frictional forces), and assess ho wall these features combine to perform a complete grasping action. Conclusions: We describe the strategy used to solve the problem of calculating the force when grasping with five fingers; the same strategy is used in both power and precision grasps.Peer ReviewedPostprint (published version

Tribological performance of esters, friction modifier and antiwear additives for electric vehicle applications

The replacement of conventional lubricants with esters is an alternative to provide a low environmental impact and at the same time excellent lubricity features, the high solubility of additives, good viscosity index, low volatility, and high thermal stability. Friction modifiers and antiwear/extreme pressure additives are extensively used to save energy and increase operational life in machine components. In this study, the lubricity of a Group IV base oil containing ester and various benchmark friction modifiers and/or antiwear/extreme pressure additives is measured to evaluate the influence of the ester on the tribological performance of the mixture components. The tribological performance is discussed based on the tabulation of the traction coefficient using a Mini-Traction-Machine and on the measurement of the specific wear rate from the wear scar of the experimental studies using an optical profilometer. In general, results show synergies between the ester and the additive formulations, reducing the wear rate to 75% and decreasing the traction coefficient a 20 to 50%, depending on the evaluated additive.This work received the support of the Pla de Doctorats Industrials from Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement of the Generalitat de Catalunya.Peer ReviewedObjectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No ContaminantObjectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i InfraestructuraObjectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al ClimaPostprint (published version

Introductory analysis of human upper body after stroke

The most reliable prognostic factors associated with Upper Extremity (UE) recovery are localized motor impairments, especially in the musculature of the hand and abduction of the shoulder in the first days after a stroke. Evaluation of the biomechanics of the hand allows an accurate identification of the motion arcs of the digital joints. Objective: Assess the prognostic value of the range of motion of the finger joints using an instrumental glove (CyberGlove II®) one week after stroke for UE functional recovery at 6 months. Methodology: A prospective, longitudinal, observational study with follow-ups at 3-4 days, 1 week, 3 and 6months of patients with UE motor impairment. Variables collected included: demographic data, level of stroke severity (NIHSS), deep sensitivity, sphincter incontinence, Fugl Meyer Assessment of UE (FM-UE), muscle balance with the Medical Research Council (MRC), muscle tone (Modified Ashworth Scale) and pre- and post-stroke functional ability (Barthel Index and Modified Rankin Scale). Active range of motion of the metacarpophalangeal and interphalangeal joints of the index, middle finger, annulary, and little finger was assessed with CyberGlove II® without and against gravity. The dependent variable UE function was evaluated with the Action Research Arm Test (ARAT) categorized as good function (ARAT=10) and poor function (ARAT<10). Results: 31 patients were included, 18 of which completed the 6-month follow-up. Mean age was 68.2 years (SD = 9.1) and 72.2 % were men. A total of 77.8 % of strokes were ischemic, and 50 % of these were lacunar. Mean NIHSS score was 9.2 (SD = 5.5). Motor NIHSS of UE, FM-UE and MRC of the flexion-extension musculature of the digits and wrist were prognostic factors for the recovery of UE function.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Reducing the environmental impact of surgery on a global scale: systematic review and co-prioritization with healthcare workers in 132 countries

Abstract Background Healthcare cannot achieve net-zero carbon without addressing operating theatres. The aim of this study was to prioritize feasible interventions to reduce the environmental impact of operating theatres. Methods This study adopted a four-phase Delphi consensus co-prioritization methodology. In phase 1, a systematic review of published interventions and global consultation of perioperative healthcare professionals were used to longlist interventions. In phase 2, iterative thematic analysis consolidated comparable interventions into a shortlist. In phase 3, the shortlist was co-prioritized based on patient and clinician views on acceptability, feasibility, and safety. In phase 4, ranked lists of interventions were presented by their relevance to high-income countries and low–middle-income countries. Results In phase 1, 43 interventions were identified, which had low uptake in practice according to 3042 professionals globally. In phase 2, a shortlist of 15 intervention domains was generated. In phase 3, interventions were deemed acceptable for more than 90 per cent of patients except for reducing general anaesthesia (84 per cent) and re-sterilization of ‘single-use’ consumables (86 per cent). In phase 4, the top three shortlisted interventions for high-income countries were: introducing recycling; reducing use of anaesthetic gases; and appropriate clinical waste processing. In phase 4, the top three shortlisted interventions for low–middle-income countries were: introducing reusable surgical devices; reducing use of consumables; and reducing the use of general anaesthesia. Conclusion This is a step toward environmentally sustainable operating environments with actionable interventions applicable to both high– and low–middle–income countries