Development of Non-Destructive Testing by Eddy Currents for Highly Demanding Engineering Applications

Defect detection with Non-Destructive Testing (NDT) is essential in accidents prevention, requiring R&TD to generate new scientific and procedural knowledge for new products with high safety requirements. A current challenge lies in the detection of surface and sub-surface micro defects with NDT by Eddy Currents (EC). The main objective of this work was the development of applied research, technological innovation and experimental validation of EC customized systems for three highly demanding inspection scenarios: micro defects in tubular geometries; brazed joints for the automotive industry; and high-speed moving composite materials. This objective implied starting from the scientific fundamentals of NDT by EC to design and simulate EC probes and the prototypes developed were tested in industrial environment, reaching a TRL ≈ 5. Another objective, of a more scientific and disruptive nature, was to test a new technique for the creation of EC in the materials to be inspect, named Magnetic Permeability Pattern Substrate (MPPS). This technique consists on the development of substrates/films with patterns of different magnetic permeabilities rather than the use of excitation bobbin coils or filaments of complex geometry. The experimental results demonstrated that the prototypes developed for the three industrial applications studied outperformed the state of the art, allowing the detection of target defects with a very good signal-to-noise ratio: in tubular geometries defects with depth of 0.5 mm and thickness of 0.2 mm in any scanning position; in the laser brazed weld beads pores with 0.13 mm diameter and internal artificial defects 1 mm from the weld surface; in composite materials defects under 1 mm at speeds up to 4 m/s and 3 mm lift-off. The numerical simulations assisted the probe design, allowing to describe and characterize electrical and magnetic phenomena. The new MPPS concept for the introduction of EC was validated numerically and experimentally

Conceção, simulação e validação experimental de sondas de correntes induzidas para ensaios não destrutivos de geometrias tubulares

Os Ensaios Não destrutivos de (END) por Correntes Induzidas (CI) são uma das principais técnicas utilizadas na inspeção de tubagens, nomeadamente em caldeiras e permutadores de calor. Apesar de ser uma técnica comum e com muitos anos de experiência acumulada, existem algumas condições onde persistem dificuldades, como é o caso da deteção de micro defeitos com orientação tangencial. Por outro lado, assiste-se atualmente a uma exigência cada vez maior do ponto de vista da fiabilidade dos sistemas e sondas de CI. Um exemplo particular dessa exigência é a inspeção de um perfil com geometria tubular em aço inox 316LN (JK2LB), o qual constitui as bobinas poloidais do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). O objetivo central deste trabalho foi desenvolver e validar experimentalmente diferentes tipos de sondas de CI para a deteção de micro defeitos no interior de componentes de geometria tubular, com vista a reduzir o limiar de detetabilidade dos defeitos com orientação tangencial, e assim aumentar a fiabilidade de inspeção. Foram concebidas, produzidas e validadas experimentalmente quatro novas sondas de CI e foram replicadas três configurações já existentes. Foram realizadas simulações numéricas das diferentes sondas, sob diferentes condições de inspeção e criaram-se os meios laboratoriais adequados para a realização dos END. Os resultados experimentais mostraram que as novas sondas desenvolvidas permitem detetar com clareza defeitos tangenciais com 2 mm de comprimento e 0.5 mm de profundidade, o que está claramente abaixo do limiar de detetabilidade das sondas convencionais constituídas por bobinas toroidais. As simulações numéricas permitiram descrever e caracterizar com sucesso alguns fenómenos elétricos e magnéticos envolvidos no funcionamento das sondas. Em termos genéricos, foi estabelecido um importante conhecimento processual dos END por CI de geometrias tubulares.Fundação para a Ciência e a Tecnologia - INSPECT (PTDC/EEI-PRO/3219/2012

Safety of ground masses under loading conditions. Some new developments for its evaluation

O presente trabalho descreve e discute os métodos de cálculo à rotura de maciços terrosos por métodos rígido-plásticos, métodos elasto-plásticos e métodos elásticos, apresentando-se novos programas de computador para o cálculo do coeficiente de segurança. Apresentam-se exemplos e fazem-se comparações entre resultados obtidos através de vários métodos.This work describes and discusses the calculation methods for evaluation of the safety factor in relation to rupture of ground masses: rigid-plastic methods; elastic-plastic methods; and elastic methods. New computer programs are presented for the safety factor. Also, examples are presented and comparisons of results are done between the methods.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - PEst-C/MAT/UI0013/2011Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) - Programa Operacional Factores de Competitividade (COMPETE

Kinetics of deposition and post evolution relaxation in thin-films

Tese de doutoramento em Ciências (ramo de conhecimento em Física)This thesis is devoted to the use of statistical physics concepts to study the growth of lms, under nonequilibrium conditions. Speci cally, we consider the in uence of the particle/ particle and particle/substrate interacting rules on the morphology of the obtained lm. We report how interesting structures can emerge from interacting rules as simple as the ones from the random sequential adsorption process. In the presence of a patterned substrate, made up of well de ned regions (cells) where particles can irreversibly stick, a rich set of morphologies are obtained at the jammed state. Such structures reveal, not only the order of the pattern, but also the stochastic nature of the adsorption process and the competition during adsorption. Besides, we show that such pattern changes also the kinetics toward the asymptotic limit and report, for the rst time, a transition from power law to exponential, in the functional dependence of the coverage approach to the jamming value. The competitive adsorption of segments with di erent sizes on a line is also considered. The in uence of the size ratio on the jammed state structure is analyzed with the cumulants of the distance between segments, up-to the fourth order. Yet, a probability distribution function of distances is proposed, based on heuristic arguments. The obtained results with the proposed function are in agreement with the ones from simulation. For the growth regime where di usion of particles on the substrate cannot be neglected, the in uence of the ux of impinging particles on the nucleation and growth of islands is studied. A model based on the kinetic Monte Carlo method is then proposed to study the homoepitaxial growth of Ag/Ag(100). Based on symmetry considerations, for both the substrate geometry and the interaction potential, the list of possible processes is reduced from 1024 to 241 elements. The model is able to reproduce previously reported results as well as gain new insights into the nucleation process, specially, for cases where the shape of the island and its local environment, play an important role on the overall kinetics.Nesta tese, aplicam-se conceitos de física estatística ao estudo de crescimento de filmes em condições de não equilíbrio. Considera-se o efeito da interacção partícula/partícula e partícula/substrato na morfologia do filme. Através de simulações de Monte Carlo, mostra-se que estruturas interessantes podem emergir de processos tão simples como a deposição sequencial aleatória. Uma grande variedade de estruturas pode ser obtida na presença de um padrão, constituído por regiões bem definidas (células) onde as partículas podem adsorver irreversivelmente. Estas estruturas devem-se ao efeito conjugado das restrições introduzidas pelo padrão e do efeito cooperativo entre as partículas durante a adsorção. Mostra-se ainda que, na presença do padrão, há uma transição de lei de potência para exponencial, na dependência funcional da aproximação da cobertura ao estado limite. É também estudada a adsorção competitiva de segmentos de dois tamanhos diferentes, numa linha. A influência da relação de tamanhos na estrutura final é caracterizada com base nos momentos (de elevada ordem) da distância entre segmentos. Propõe-se uma função de densidade de probabilidade para as distâncias, estando os resultados obtidos com essa função em concordância com os obtidos computacionalmente. Finalmente, estuda-se a deposição e a relaxação de átomos numa superfície cristalina, desenvolvendo-se um modelo com base no método de Monte Carlo cinético, para estudar o crescimento de Ag/Ag(100). Com considerações de simetria baseadas no substrato e no potencial de interacção, a lista de possíveis processos é reduzida de 1024 para 241 elementos. O modelo considerado é capaz de reproduzir resultados anteriores, bem como permitir obter mais informação sobre o processo de nucleação, em especial nas situações em que tanto a forma da ilha como o meio em que se encontra desempenham um papel fundamental na cinética do sistema

O papel da Competitive Intelligence na internacionalização das PME: estudo de caso do Cluster Habitat Sustentável

Dissertação de Mestrado em EstratégiaEsta dissertação tem como objetivo estudar de que forma a Competitive Intelligence pode ajudar as PME no seu processo de internacionalização. Numa economia como a Portuguesa, assente fundamentalmente em PME e a necessitar de equilibrar a balança comercial, é particularmente relevante investigar sobre formas estratégicas que suportem estas empresas no processo de tomada de decisão sobre internacionalização. Como se sabe, a entrada em mercados internacionais é um passo complexo e que para ser dado de uma forma sustentada e estruturada requer uma preparação exigente, não se compadecendo com decisões intuitivas e impreparadas. Possuindo estas maiores limitações de recursos e menor experiência internacional, são obrigadas a equacionar estratégias bem definidas para a prossecução dos objetivos. Usando como exemplo um estudo de caso do Cluster Habitat, que promoveu um estudo de mercado para as suas empresas associadas, recorrendo a metodologias de competitive intelligence, verificaram-se algumas metodologias e estratégias a que as PME podem recorrer no seu processo de internacionalização, utilizando mecanismos de competitive intelligence ao alcance de todas as empresas e não somente de grandes empresas. Na sequência da revisão da literatura, foram analisados os três eixos fundamentais que norteiam esta tese: internacionalização – estratégia – competitive intelligenceThis dissertation aims to study how competitive intelligence can help SMEs in their internationalization process. In an economy such as Portugal, based mainly on SMEs and needing to balance the trade balance, it is particularly relevant to investigate strategic forms that support these companies in the process of decision making on internationalization. Entry into international markets is a complex step, and in order to be given in a sustained and structured way, it requires a demanding preparation, not being condoned by intuitive and unprepared decisions. With these greater limitations of resources and less international experience, they are forced to equate well-defined strategies to achieve the objectives. Using as an example a case study of Cluster Habitat, which promoted a market study for its associated companies using competitive intelligence methodologies, some methodologies and strategies were found that SMEs can be used in their internationalization process, using mechanisms of competitive intelligence available to all companies and not only large companies. Following the literature review, we analyzed the three fundamental axes that guide this thesis: internationalization - strategy - competitive intelligence.N/

New directions for inline inspection of automobile laser welds using non-destructive testing

POCI-01-0247-FEDER-040042, Ref. 40042 FCT-SFRH/BD/108168/ EXPL/EEI-EEE/0394/2021 UIDB/00667/2020An innovative pilot installation and eddy current testing (ECT) inspection system for laser-brazed joints is presented. The proposed system detects both surface and sub-surface welding defects operating autonomously and integrated with a robotized arm. Customized eddy current probes were designed and experimentally validated detecting pore defects with 0.13 mm diameter and sub-surface defects buried 1 mm deep. The integration of the system and the manufacturing process towards an Industry 4.0 quality control paradigm is also discussed.publishersversioninpres

Performance of traditional risk factors in identifying a higher than expected coronary atherosclerotic burden

Abstract Objective To evaluate the performance of traditional cardiovascular (CV) risk factors in identifying a higher than expected coronary atherosclerotic burden. Methods We assessed 2069 patients undergoing coronary CT angiography, with assessment of calcium score (CS), for suspected coronary artery disease. A higher than expected atherosclerotic burden was defined as CS >75th percentile (CS >P75) according to age and gender-adjusted monograms. The ability of traditional CV risk factors to predict a CS >P75 was assessed in a customized logistic regression model ("Clinical Score") and by the calculation of SCORE (Systemic Coronary Risk Evaluation). The population attributable risk (PAR) of risk factors for CS >P75 was calculated. Results The median CS was 3.0 (IQR 0.0-98.0); 362 patients had CS >P75. The median SCORE was 3.0 (IQR 1.0-4.0). With the exception of hypertension, all traditional CV risk factors were independent predictors of CS >P75: diabetes, dyslipidemia, smoking and family history (OR 1.3-2.2, p≤0.026). The areas under the ROC curves for CS >P75 were 0.64 for the Clinical Score (95% CI 0.61-0.67, pP75 were in the two lower quartiles of the Clinical Score. Altogether, the traditional risk factors explain 56% of the prevalence of CS >P75 (adjusted PAR 0.56). Conclusion Despite the association of CV risk factors with a higher than expected atherosclerotic burden, they appear to explain only half of its prevalence. Even when integrated in scores, the predictive power of these risk factors was modest, exposing the limitations of risk stratification based solely on demographic and clinical risk factors.publishersversionpublishe

A capacidade para melhorar o autocuidado: fatores de influência no potencial de recuperação da pessoa dependente

[Excerto] Após estabilização da fase aguda da doença e uma vez instalada a condição de dependência no autocuidado, torna-se fundamental que a pessoa inicie o seu processo de recuperação. Desenvolver capacidades de autocuidado e aumentar os níveis de autonomia da pessoa dependente, constitui a preocupação central dos enfermeiros que trabalham o contexto da Rede Nacional de Cuidados Integrados. O estudo tem como objetivos: identificar fatores que influenciam a pessoa dependente a desenvolver capacidades de autocuidado e contribuir na tomada de decisão do enfermeiro a identificar o potencial, destas pessoas, para melhorar o autocuidado. [...

Torta de pinhão-manso (Jatropha curcas): implicações hepatotóxicas

Jatropha has been highlighted as an oleaginous potential for the production of biofuel. The cake, produced by oil extraction, could be used in animal feed. However, some varieties of jatropha are toxic by limiting their incorporation into animal diets. The objective of this study was to evaluate the hepatotoxicity of diets added with jatropha cake – JC (Jatropha curcas) in rats. Thirty-five (35) male Wistar adults rats (Rattus norvegicus) with initial weight of 352.1 ± 26.8 g were used. The animals were fed for 21 days with the diets: control, 10, 25, 40 and 50% JC. In the feeding with 50% JC the animals presented themselves prostrate and with piloerection. Development and survival decreased, since the inclusion of JC in diets increased. In rats submitted to 10 and 25% JC there was an increase of 17.52% in the hepatosomatic index in relation to the control group. Increase of JC in the rat diet promoted an increase in the activity of ALT and AST enzymes. Anatomic-histopathological evaluation demonstrated that, regardless of the levels tested, JC in rat diet causes hypertrophy of the hepatocytes, with a reduction in energy reserves. This study demonstrated that the use of JC resulted in decreased food intake, associated with weight loss due to the clinical pattern of toxicity, demonstrated by biochemical and histopathological changes in the liver. It was concluded that the inclusion of jatropha cake in rat feeding presents high hepatotoxic potential leading to lesions in the liver parenchyma.O pinhão-manso tem se destacado como oleaginosa potencial para a produção de biocombustível. A torta, coproduto da extração do óleo, poderia ser utilizada na alimentação animal. No entanto, algumas variedades de pinhão-manso são tóxicas, limitando sua incorporação em dietas animais. Objetivou-se neste estudo avaliar a hepatotoxicidade de dietas acrescidas de torta de pinhão-manso (Jatropha curcas) em ratos. Foram utilizados trinta e cinco (35) ratos Wistar (Rattus norvergicus) machos adultos com peso inicial de 352,1 ± 26,8 g. Os animais foram alimentados por 21 dias com as dietas: controle, 10, 25, 40 e 50% TPM. Na alimentação com 50% TPM os animais apresentaram-se prostrados e com piloereção. O desenvolvimento e a sobrevivência apresentaram diminuição conforme o aumento da inclusão de TPM nas dietas. Em ratos submetidos a 10 e 25% TPM houve aumento de 17,52% no índice hepatossomático em relação ao grupo controle. O aumento de TPM na dieta de ratos promoveu aumento da atividade das enzimas ALT e AST. A avaliação anatomo-histopatológica revelou que, independentemente dos níveis testados, a TPM na alimentação de ratos provoca hipertrofia dos hepatócitos, com redução das reservas energéticas. Este estudo demonstrou que a utilização de TPM resultou em diminuição do consumo de alimento associado à perda de peso devido ao quadro clínico de toxicidade demonstrado pelas alterações bioquímica e histopatológica no fígado. Conclui-se que a inclusão de torta de pinhão-manso na alimentação de ratos apresenta alto potencial hepatotóxico levando a lesões no parênquima hepático

A capacidade para melhorar o autocuidado: fatores de influência no potencial de recuperação da pessoa dependente

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