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Treball desenvolupat en el marc del programa "European Project Semester"., Water supply is a real challenge in Catalunya because of the region's drought conditions. Therefore, companies offering this service like Companyia d’Aigües de Vilanova i la Geltrú must be highly operative, especially with their facilities. Companyia d’Aigües de Vilanova i la Geltrú is currently facing problems with space, organisation and technology in its facilities. The city decided that the company needs a new industrial building to deliver the best service to its clients. As part of the European Project Semester program, our team has been assigned to the design of this new large industrial building. This report first presents the needs and requirements of the building. Then, it evaluates regulatory considerations applicable to the design and explores the features and the materials that can meet the building needs. Finally, the report proposes 3D views of the building and determines the budget involved for its construction., Incoming

Background Knee osteoarthritis (KOA) represents a widespread degenerative condition among adults that significantly affects quality of life. This study aims to elucidate the biomechanical implications of proximal fibular osteotomy (PFO), a proposed cost-effective and straightforward intervention for KOA, comparing its effects against traditional high tibial osteotomy (HTO) through in-silico analysis. Methods Using medical imaging and finite element analysis (FEA), this research quantitatively evaluates the biomechanical outcomes of a simulated PFO procedure in patients with severe medial compartment genu-varum, who have undergone surgical correction with HTO. The study focused on evaluating changes in knee joint contact pressures, stress distribution, and anatomical positioning of the center of pressure (CoP). Three models are generated for each of the five patients investigated in this study, a preoperative original condition model, an in-silico PFO based on the same original condition data, and a reversed-engineered HTO in-silico model. Results The novel contribution of this investigation is the quantitative analysis of the impact of PFO on the biomechanics of the knee joint. The results provide mechanical evidence that PFO can effectively redistribute and homogenize joint stresses, while also repositioning the CoP towards the center of the knee, similar to what is observed post HTO. The findings propose PFO as a potentially viable and simpler alternative to conventional surgical methods for managing severe KOA, specifically in patients with medial compartment genu-varum. Conclusion This research also marks the first application of FEA that may support one of the underlying biomechanical theories of PFO, providing a foundation for future clinical and in-silico studies., This work is supported by the Autonomous University of Nuevo León., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Hasta la fecha la simulación de procesos de mecanizado y conformado se realizan utilizando herramientas comerciales generales (ANSYS, LS-Dyna, Abaqus) o específicas (Simufact, QForm, Deform, FORGE) basadas en el método FEM o FVM, asumiendo las limitaciones inherentes a este enfoque, tanto desde el punto de vista económico como técnico. La transición al uso de métodos sin malla como el Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), apoyados por el poder de procesamiento de las GPUs y el potencial de los programas Open Source, representa una evolución significativa en su metodología de investigación y aplicación práctica en la ingeniería. Por ello, el objetivo del presente trabajo es desarrollar una herramienta libre, con capacidad de cálculo CPU/GPU, para la simulación de procesos que involucran grandes deformaciones plásticas de corta a media duración. A modo de ejemplo, se utiliza un caso de extrusión directa en caliente que involucra contacto con fricción, transferencia de calor y acople térmico entre otros. Este ejemplo fue realizado en paralelo en el software comercial (Simufact®) con el fin de comparar con la herramienta desarrollada diferentes resultados como las deformaciones plásticas, tensiones, cargas de contacto, temperatura y energía., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Objetivo: Evaluar el grado de satisfacción de las mujeres tratadas con dermopigmentación y reconstrucción del complejo aréola-pezón (CAP) tras una reconstrucción mamaria, así como su perfil demográfico y sus características clínico-evolutivas. Método: Estudio observacional descriptivo donde se incluyeron 128 mujeres tratadas con dermopigmentación tras una reconstrucción mamaria oncológica durante el año 2018. En 2021 se les administró un cuestionario de satisfacción adaptado, que contiene 27 ítems y categoriza la satisfacción del 1-5, además se recogieron otras variables clínico-evolutivas y demográficas. Resultados: La media de edad fue de 51 (± 9) años, a un 89,1% se les realizó la reconstrucción del CAP previamente. La satisfacción media de la dermopigmentación fue de 4,4 (± 0,88) y de 3,79 (± 1,06) para la reconstrucción del CAP. Las complicaciones fueron escasas, pero el 54,5% (n = 54) de las pacientes refieren que la reconstrucción del CAP no ofrece la proyección esperada, el 91,6% (n = 98) que el color se ha desvanecido y el 51,4% (n = 55) elegirían el tatuaje permanente. Se percibió que, a mayor satisfacción del CAP, mayor satisfacción de la dermopigmentación, mientras que a mayor edad y tratamiento con quimioterapia previa menor durabilidad del color (pValor = 0,05). Conclusiones: Las pacientes intervenidas por cirugía reconstructiva de mama muestran un alto grado de satisfacción de la dermopigmentación y de la reconstrucción quirúrgica del CAP, pero reiteran la escasa proyección del CAP, la falta de permanencia de color y la voluntad de obtener resultados más duraderos. Los resultados preliminares invitan a seguir investigando en la posible relación causal entre variables., El presente proyecto ha obtenido ayuda parcial del Comité de Investigación en la convocatoria de Premios a proyectos de investigación en cuidados del HUB del año 2022 y de la Agencia de Gestión y Ayudas Universitarias e Investigación y el Grupo de Investigación Enfermera GRIN-IDIBELL (2021SGR00929). La presente investigación no ha recibido otras ayudas específicas provenientes de agencias del sector público, sector comercial o entidades sin ánimo de lucro., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

The aim of this work is to investigate in-silico the biomechanical effects of a proximal fibular osteotomy (PFO) on a knee joint with different varus/valgus deformities on the progression of knee osteoarthritis (KOA). A finite element analysis (FEA) of a human lower extremity consisting of the femoral, tibial and fibular bones and the cartilage connecting them was designed. The FEA was performed in a static standing primitive position to determine the contact pressure (CP) distribution and the location of the center of pressure (CoP). The analysis examined the relationship between these factors and the degree of deformation of the hip-knee angle in the baseline condition. The results suggested that PFO could be a simple and effective surgical treatment for patients with associated genu varum. This work also reported that a possible CP homogenization and a CoP correction can be achieved for medial varus deformities after PFO. However, it reduced its effectiveness for tibial origin valgus misalignment and worsened in cases of femoral valgus misalignment., This work is supported by the Serra Húnter program (Generalitat de Catalunya) and the Autonomous University of Nuevo León., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Aquest treball pretén primerament reflexar el procés portat a terme en el disseny d’un distribuïdor hidràulic per a un manipulador telescòpic per petició expressa d’un client, iniciantse en la comprensió dels requisits, presentant les diferents opcions y/o configuracions, i finalment analitzant la concepció final. En segon lloc també busca mostrar el procés formatiu que comporta desenvolupar un projecte enginyeril quan un es troba en els seus primers passos en l’àmbit laboral, partint des de una base mínima en el camp concret del producte en qüestió. Amb això es pretén deixar constància de que el fet de ser enginyer no implica tenir amplis coneixements, sinó que un mateix és capaç d’adquirir-los i aplicar-los ràpidament, i que per a això et prepara el grau El document presentarà el procés real, seguint el mateix ordre cronològic dels fets i essent fidel amb el desenvolupament dels mateixos, per així deixar constància d’un cas palpable que permeti exemplificar què suposa desenvolupar un disseny. A més a més, es permetrà així al públic iniciar la lectura en condicions similars a les que s’inicia el projecte: des de zero i amb poca base teòrica en l’àmbit que ens ocupa. I creixerem conjuntament en coneixement i complexitat, a mesura que avanci el procés i, conseqüentment, el document. Amb tal finalitat, la teoria, explicacions i contextualitzacions seran presents abans i durant tot apartat tècnic. Els resultats que es mostraran en aquest treball correspondran als obtinguts durant el procés, deixant constància de totes les modificacions i consideracions portades a terme. Aquest disseny és una primera proposta per al client, par a que aquest tingui una referencia i una aproximació del producte final que se li pot ofertar. Per motius de plaços d’entrega, el projecte acaba al ofertar-li dita proposta, no mostrarà la fase de re-disseny al rebre les noves indicacions del client o els requisits de muntatge en màquina., Este trabajo pretende primeramente reflejar el proceso llevado a cabo en el diseño de un distribuidor hidráulico para un manipulador telescópico por petición expresa de un cliente, iniciándose en la comprensión de los requisitos, presentando distintas opciones y/o configuraciones, y finalmente analizando la concepción final. En segundo lugar, también busca mostrar el proceso formativo que conlleva desarrollar un proyecto ingenieril cuando uno se encuentra en sus primeros pasos en el ámbito laboral, partiendo desde una base mínima en el campo concreto del producto en cuestión. Con ello se pretende dejar constancia de que el hecho de ser ingeniero no implica tener bastos conocimientos, sino que uno es capaz de adquirirlos y aplicarlos rápidamente, y que para ello te prepara el grado. El documento presentará el proceso real, siguiendo el mismo orden cronológico de los hechos y siendo fiel con el desarrollo de estos para así dejar constancia de un caso palpable que permita ejemplificar qué supone desarrollar un diseño. Además, se permitirá así al público iniciar la lectura en similares condiciones en las que se inicia el proyecto: des de cero y con poca base teórica en el campo que nos ocupa. E iremos creciendo en conocimiento y complejidad conjuntamente, a medida que avance el proceso y, consecuentemente, el documento. Para ello, la teoría, explicaciones y contextualizaciones serán presentes antes y durante todo apartado técnico. Los resultados que se mostrarán en este trabajo corresponderán a los obtenidos durante el proceso, dejando constancia de todas las modificaciones y consideraciones llevadas a cabo. Este diseño es una primera propuesta para el cliente, para que este tenga una referencia y una aproximación del producto final que se le puede ofertar. Por motivos de plazos de entregas, el proyecto termina al ofertarle dicha propuesta, no mostrará la fase de rediseño al recibir las nuevas indicaciones de cliente o los requisitos de montaje en máquina., This work first aims to reflect the process carried out in the design of a hydraulic distributor for a telehandler at the express request of a client, beginning with the understanding of the requirements, presenting different options and/or configurations, and finally analyzing the final conception. Secondly, it also seeks to show the training process involved in developing an engineering project when one is in their first steps in the workplace, starting from a minimum base in the specific field of the product in question. This is intended to show that being an engineer does not imply having vast knowledge, but rather that one can acquire and apply it quickly, and that the degree prepares you for this. The document will present the real process, following the same chronological order of the events and being faithful to their development in order to record a palpable case that exemplifies what it means to develop a design. Furthermore, this will allow the public to begin reading under similar conditions in which the project begins: from scratch and with little theoretical basis in the field at hand. And we will grow in knowledge and complexity together, as the process and, consequently, the document progresses. To do this, the theory, explanations and contextualizations will be present before and during every technical section. The results that will be shown in this work will correspond to those obtained during the process, leaving a record of all the modifications and considerations carried out. This design is a first proposal for the client, so that they have a reference and an approximation of the final product that can be offered. For reasons of delivery times, the project ends when this proposal is offered, it will not show the redesign phase upon receipt of new customer instructions or machine assembly requirements.

The milling process is the standard method for producing flat tensile test specimens from sheet metal. However, alternative methods employed in the industry for cutting sheet metal include abrasive water jet cutting, laser cutting, punching, and, to a lesser extent, electrical discharge machining. Among these, abrasive water jet cutting stands out for its superior material integrity, versatility, precision, and efficiency, making it a preferred choice. Previous studies consistently show that specimens cut by abrasive water jetting exhibit lower ultimate tensile strength and higher percent elongation than those obtained by milling in standardized tensile tests. This study investigates this behavior across different types of steel and alloys. Both steel types were subjected to milling and water jetting processes, followed by an analysis of their experimental and simulated mechanical behavior to identify discrepancies between the two methods. The findings suggest that milling, influenced by factors such as feed per tooth and cutter diameter, introduces geometric stress concentrators. This relative increase in ultimate tensile strength and decrease in percent elongation are observed consistently in milled tensile specimens compared to those cut by water jet, regardless of material type or thickness. Additionally, the effects of perimeter hardening resulting from superficial plastic deformation caused by the cutting edge, likely due to its small thickness, do not influence the observed trends significantly., Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. This research work was supported by the Serra Húnter program (Generalitat de Catalunya)., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Descripció del recurs: 4 juliol 2024, La teoria de mecanismes és una de les matèries obligatòries d’especialitat en la titulació de Grau en Enginyeria Mecànica. Per això, aquest document té la finalitat d’entrenar a l’estudiant durant l’aprenentatge dels continguts teòrics i en la resolució gràfica i analítica de diferents mecanismes. Aquesta col·lecció de problemes constitueix un material docent que dona suport a les classes presencials i a l’estudi no presencial de l’assignatura Cinemàtica i dinàmica de màquines. La col·lecció de problemes resolts aquí presentada, es caracteritza per la varietat i combinació de diferents tipus de moviment en les màquines. La resolució dels exercicis està explicada de manera detallada pel mètode analític i contrastada mitjançant el mètode gràfic. Es determinen els paràmetres cinemàtics i el seu corresponent comportament dinàmic. Aquests aspectes representen el plantejament preliminar a l’hora de dissenyar una màquina, amb la qual es desitja fer un treball útil., 1

En aquest projecte, hem investigat i estudiat la possibilitat de crear una cadira de rodes totalment funcional per a gossos que la necessitin en les seves rutines diàries degut a alguna malaltia o lesió temporal. Tot i que el mercat ofereix una gran varietat d’aquest tipus de producte, totes les opcions tenen en comú que son cares, aparatoses i difícils de maniobrar, per tant, poc accessibles. En aquest treball s’ha volgut buscar la manera de poder dissenyar una cadira de rodes que fos a l’abast de tothom i que fos apta per a la gran majoria de gossos que la necessitin. Davant l’opció de que pugui ser construïda mitjançant impressora 3D, per tant, en la mateixa sala d’estar de casa nostra, s’han fet dissenys simples i senzills per a que el procés de producció fos el més àgil possible. Utilitzant els programes més adequats, s’han realitzat les diferents probes mecàniques a les diferents parts estructurals de la cadira, per comprovar que aguantava els màxims esforços als que poden arribar a estar exposats. Al a ver fet aquests anàlisis i simulacions, s’ha pogut anar veient quines eren les millors propostes, i a més, anar canviant el disseny fins a topar amb un que fos satisfactori amb totes les nostres demandes. També durant el projecte es volia donar molt de pes al que tot aquell usuari que pogués necessitar el producte fos capaç d’arribar fins a ell, ja fos mitjançant l’opció de canviar les mesures del nostre producte gràcies a la relació de cotes que s’han establert, o mitjançant l’adquisició de la cadira ja fabricada. La creació d’aquests processos, a casa o per comanda, ha sigut possible gràcies al seguiment de les normes d’accessibilitat i disseny universal de les que disposem avui en dia. Un altre aspecte que també hem tocat durant el treball es el tema de la sostenibilitat. Estant en un període en el que el canvi climàtic és noticia diària en la televisió i diaris, volíem veure fins quin punt es possible seguir i tindre dades d’un producte que nosaltres estàve, En este trabajo se ha investigado y estudiado la posibilidad de crear una silla de ruedas para perros totalmente funcional, para aquellos animales que la necesiten a causa de una enfermedad o problema traumático. Aunque la oferta de este tipo de productos es amplia en el mercado, lo que tienen en común todas las opciones es que suelen ser caras y muy aparatosas y difíciles de maniobrar, por tanto, poco accesibles. En este proyecto se ha querido buscar la manera de poder diseñar una silla de ruedas que estuviera al alcance de todos y que fuera apta para la gran mayoría de los perros que la necesiten. Ante la opción de que pueda ser construida mediante impresora 3D, por tanto, en el mismo salón de nuestras casas, se han hecho diseños simples y sencillos para que el proceso de producción fuera lo más ágil posible. Utilizando los programas más adecuados, se han realizado las diferentes pruebas mecánicas a las partes estructurales de la silla, para comprobar que aguantaban los máximos esfuerzos a los que pueden llegar a estar expuestas. Al haber hecho estos análisis y simulaciones se ha podido ir viendo cuales eran las mejores propuestas, y además ir cambiando el diseño hasta dar con uno que respondiera satisfactoriamente a todas nuestras demandas. También durante el proyecto se quería dar mucho peso al que todo aquel usuario que pudiera necesitar del producto fuera capaz de llegar hasta él, ya sea mediante la opción de cambiar las medidas de nuestro producto gracias a la relación de cotas que hemos establecido, o mediante su adquisición ya fabricado. En este punto importante de adquirir el producto hemos querido hacer bastante énfasis en que el cliente debía tener un proceso autónomo y fácil de seguir, sin importar las características y aptitudes de cada uno. La creación de estos procesos, en casa o por envío, ha sido posible gracias al seguimiento de las normas de accesibilidad y diseño universal de las que disponemos hoy en día. Otro aspecto que también tocamos durant, In this project, we investigated and studied the possibility of creating a fully functional wheelchair for dogs who need it for their day-to-day activities due to a disease or temporary problem. Although the market offers a wide range of products of this kind, they all have in common that they tend to be expensive, cumbersome, and difficult to manoeuvre, making them unaffordable for most users. The aim of this project was to find a way to design a wheelchair that would be accessible to everyone and suitable for most dogs in need. Considering the need for it to be built using a 3D printer, right in our own living rooms, we created simple and straightforward designs to make the production process as agile as possible. Using the most appropriate software programs, we conducted various mechanical tests on the structural parts of the wheelchair to ensure they could withstand the maximum forces they might be subjected to. By conducting these analyses and simulations, we were able to identify the best proposals and refine the design until we found one that met all our requirements. Throughout the project, we also placed immense importance on ensuring that any user who needed the product could access it, either by adjusting the dimensions based on the measurement ratios we established or by acquiring it. In terms of product acquisition, we emphasized the importance of providing a user-friendly and independent process, whether it involved producing and printing it at home or ordering it online, regardless of everyone’s characteristics and abilities. The creation of these processes, whether at home or through delivery, was made possible by adhering to the accessibility and universal design standards available today. Another aspect we addressed in our work was sustainability. In a time when climate change is making daily headlines in the media, we wanted to explore the extent to which it is possible to obtain data on and continue the development of a product we were designing

L’objectiu d’aquest projecte és l’anàlisi del procés de fabricació d’un tipus de resistències domèstiques per tal de reduir la quantitat de peces defectuoses obtingudes al llarg del conjunt de fases que intervenen. La iniciativa d’aprofundir en aquest tema comença a l’hora d’analitzar les ordres de fabricació que s’entreguen diàriament, on es detecta que hi ha una gran quantitat de peces que, un cop sortides de la última fase de fabricació de la màquina, no compleixen al 100% els criteris de qualitat i no són aptes per servir al client final. Aquestes peces, o bé es poden recuperar a través d’un condicionament mecànic, afegint processos addicionals que fan encarir els costos de fabricació, o bé directament es classifiquen com a defectuoses. A partir de les dades obtingudes al llarg dels últims dos anys, l’anàlisi minuciós del procés fase a fase i mitjançant l’aplicació d’un conjunt d’eines de Lean Manufacturing, s’han trobat les principals causes que provoquen aquesta situació i s’han plantejat propostes de millora a implementar, amb la finalitat d’aconseguir millorar la disponibilitat del producte final, a través de l’augment de la quantitat de peces bones obtingudes a la primera sense haver de forçar a la màquina a fabricar més peces de les inicialment planificades, mitjançant la modificació de paràmetres. Per tal de revertir la situació actual i obtenir una millora dels indicadors de qualitat, les propostes realitzades es focalitzen en tres dels possibles defectes que es poden presentar a l’acabat del producte final: per una banda, en forma d’optimització de les condicions de les eines i màquines i del seu manteniment, i per una altra banda, implementant directament una nova fase a la màquina que executi un condicionament que actualment es realitza manualment, de manera addicional. S’ha realitzat una valoració econòmica en la qual es pressuposta el cost de les millores, la viabilitat del projecte (impacte econòmic) i rendibilitat., El objetivo de este proyecto es el análisis del proceso de fabricación de un tipo de resistencias domésticas con el fin de reducir la cantidad de piezas defectuosas obtenidas a lo largo del conjunto de fases que intervienen. La iniciativa de profundizar en este tema empieza a la hora de analizar las órdenes de fabricación que se entregan diariamente, donde se detecta que hay una gran cantidad de piezas que, una vez salidas de la última fase de fabricación de la máquina, no cumplen al 100% los criterios de calidad y no son aptos para servir al cliente final. Estas piezas, o bien se pueden recuperar a través de un acondicionamiento mecánico, añadiendo procesos adicionales que hacen encarecer los costes de fabricación, o bien directamente se clasifican como defectuosas. A partir de los datos obtenidos a lo largo de los últimos dos años, el análisis minucioso del proceso fase a fase y mediante la aplicación de un conjunto de herramientas de Lean Manufacturing, se han encontrado las principales causas que provocan esta situación y se han planteado propuestas de mejora a implementar, con el fin de conseguir mejorar la disponibilidad del producto final, a través del aumento de la cantidad de piezas buenas obtenidas a la primera sin tener que forzar a la máquina a fabricar más p iezas de las inicialmente planificadas, mediante la modificación de parámetros. Con el fin de revertir la situación actual y obtener una mejora de los indicadores de calidad, las propuestas realizadas se focalizan en tres de los posibles defectos que pueden presentar el acabado del producto final: por un lado, en forma de optimización de las condiciones de las herramientas y máquinas y de su mantenimiento y, por otro lado, implementando directamente una nueva fase a la máquina que ejecute un acondicionamiento que actualmente se realiza manualmente, de manera adicional. Se ha realizado una valoración económica en la cual se presupuesta el coste de las mejoras, la viabilidad del proyecto i rendibilid., The aim of this project is the analysis of the manufacturing process of a type of domestic resistances in order to reduce the number of defective parts obtained throughout the set of phases involved. The initiative to delve deeper into this subject begins when analyzing the manufacturing orders that are delivered daily, where it is detected that there are a large number of parts that, once they come out of the last phase of machine manufacturing, do not meet the 100% quality criteria and are not suitable to serve the end customer. These parts can either be recovered through mechanical conditioning, adding additional processes that make manufacturing costs more expensive, or they are directly classified as defective. Based on the data obtained over the last two years, the detailed analysis of the process phase by phase and through the application of a set of Lean Manufacturing tools, the main causes of this situation have been found and the main causes of this situation have been raised. improvement proposals to be implemented, in order to improve the availability of the final product, by increasing the number of good parts obtained the first time without having to force the machine to manufacture more parts of those initially planned, by modifying parameters. In order to reverse the current situation and obtain an improvement in quality indicators, the proposals made are focused on three of the possible defects that the finish of the final product may present: on the one hand, in the form of optimization of the conditions of the tools and machines and their maintenance and, on the other hand, directly implementing a new phase to the machine that performs conditioning that is currently done manually, additionally. An economic valuation has been carried out in which the cost of the improvements is budgeted, the viability of the project in the form of economic impact and the time necessary for this investment, to be profitable.

A cost-effective, non-invasive, and easy-to-use tool is presented that uses the 6-axis inertial sensor of the smartphone or a specific wearable sensor, boosted by machine learning, to support early differential diagnosis of Parkinson’s disease and Essential Tremor. A dedicated web server helps extract the kinematic indexes from the recorded signals, implement the machine learning models and return the resulting classification to the App. Thus, clinicians can use this App as a support tool in the clinic, contributing to performing motor evaluations in the uncertain and undecided stages of the diseases and promoting appropriate, fast, and timely therapeutic responses., This work was supported by Serra Húnter Programme (Generalitat de Catalunya), Peer Reviewed, Postprint (published version)

Amb aquest projecte de prototipatge es vol viure de primera mà el transcurs de les diferents etapes que constitueixen el disseny d’un component. En aquest cas, s’ha volgut desenvolupar un basculant per una motocicleta pensat per a ús en competició per tal d’entendre què cal tenir en compte alhora de donar llum a una peça eficient i rentable. Com a context, s’ha treballat sobre la geometria d’una motocicleta de circuit dels anys 80 pròpia i s’ha volgut realitzar un prototip de tipus monobraç acoblable al model i que substituís al component original de manera eficaç i proporcionant-li una disminució del pes. Després d’una llarga recerca d’informació sobre l’estructura d’una motocicleta i el seu comportament dinàmic es va procedir a digitalitzar la geometria de la motocicleta per tal de comptar amb una bancada en un programa CAD que ens permetés definir les mesures generals que havia de tenir la nostra peça. A continuació, després d’un exhaustiu estudi de materials i processos de fabricació es va decidir optar per fabricar el component per fosa de magnesi assumint els riscos que comporta. El modelatge del component s’ha dut a terme paral·lelament amb la simulació d’elements finits per tal d’anar optimitzant les zones de tensions crítiques al moment. En quant al procés de fabricació s’ha optat per l’avantatjosa combinació entre la fosa en motlle d’arena i la impressió 3D, un mètode factible per a series curtes o unitàries de producció de peces amb geometries complexes com en el nostre cas. Per últim s’han estudiat les diverses possibilitats per tal de contrarestar la principal problemàtica dels aliatges de magnesi, la corrosió. Després d’una bona recerca d’informació s’ha considerat que la combinació d’un tractament tèrmic T6 amb la posterior aplicació d’un tractament superficial d’oxidació per plasma és una de les opcions més eficaces envers a la mitigació dels efectes de la corrosió concretament en l’aliatge de magnesi empleat. D’aquesta manera s’ha aconseguit desenvo, With this prototyping project, the aim is to experience firsthand the different stages involved in designing a component. In this case, the goal was to develop a swingarm for a motorcycle intended for competition use, in order to understand what needs to be taken into account when creating an efficient and cost-effective piece. As background, work has been done on the geometry of a circuit motorcycle from the 80s and it was desired to create a prototype of a single-arm type that could be attached to the model, replacing the original component effectively while reducing its weight. After extensive research on the structure of a motorcycle and its dynamic behavior, the geometry of the motorcycle was digitized to have a framework in a CAD program, allowing us to define the general measurements our piece should have. Next, after an exhaustive study of materials and manufacturing processes, it was decided to manufacture the component through magnesium casting, assuming the associated risks. The modeling of the component was carried out in parallel with finite element simulation in order to optimize the critical stress areas. Regarding the manufacturing process, the advantageous combination of sand casting and 3D printing was chosen, a feasible method for short series or unit production of parts with complex geometries, as in our case. Finally, various possibilities were studied to counteract the main problem with magnesium alloys, corrosion. After thorough information research, it was considered that the combination of a T6 heat treatment with the subsequent application of a plasma oxidation surface treatment is one of the most effective options for mitigating the effects of corrosion, specifically in the magnesium alloy used. In this way, a project has been successfully developed, resulting in a tangible prototype of a single-arm swingarm with a significant weight reduction compared to the original swingarm, and with potential for further development. Additionally, I ha

Tesi amb menció de Doctorat Internacional, (English) The most common tremor disorders worldwide are Parkinson's Disease and Essential Tremor. The gold standard for diagnosing these movement disorders is medical evaluation by neurologists, but its accuracy depends on the expertise of the doctor. Although there are effective tests such as 123I-FP-CIT SPECT, they are costly and have limited accessibility in developing regions. Additionally, these tests can be invasive. Currently, no cost-effective and non-invasive methods exist to differentiate these disorders accurately. Some research has used inertial measurement units to record and classify tremors, but their clinical implementation is complicated. This study focuses on developing an affordable, non-invasive, and easy-to-use diagnostic support tool using wearable devices with inertial sensors and machine learning-based classification models to achieve real-time classification of these disorders. To achieve this, an initial kinematic analysis of hand tremor records was conducted using accelerometers and gyroscopes from smartphones and inertial measurement units. Discriminatory features of tremors in the frequency spectrum were extracted, and machine learning models were developed to distinguish between physiological and pathological tremors and between the two types of tremors of interest. The initial phase results were published in three articles, demonstrating the potential of this methodology. The tool was conceived as a modular system that includes a mobile application for data acquisition, a RESTful API for processing and classifying data, and a database for storing patient records. The mobile application was developed in Kotlin for Android devices, while the algorithms and models were implemented in Python along with the RESTful API. A PostgreSQL database was also implemented to store patient records with confirmed diagnoses. It will be used to continuously improve the accuracy of machine learning models to make them more robust. This project is called, (Español) Los trastornos de temblor más comunes a nivel mundial son la Enfermedad de Parkinson y el Temblor Esencial. La evaluación médica por neurólogos es el gold-standard para diagnosticar estos trastornos del movimiento, pero su precisión depende de la experiencia del médico. Aunque existen pruebas efectivas como el 123I-FP-CIT SPECT, son pruebas costosas y de acceso limitado en regiones en desarrollo. Además, estas pruebas pueden ser invasivas. Actualmente, no hay métodos económicos y no invasivos para diferenciar estos trastornos con precisión. Algunas investigaciones han utilizado unidades de medición inercial para registrar y clasificar temblores, pero su implementación clínica es complicada. Este estudio se enfoca en desarrollar una herramienta de apoyo al diagnóstico que sea asequible, no invasiva y fácil de usar, utilizando dispositivos portátiles con sensores inerciales y modelos de clasificación basados en aprendizaje automático para lograr una clasificación en tiempo real de estos trastornos. Para lograr esto, se realizó un análisis cinemático inicial de registros de temblores en la mano utilizando acelerómetros y giroscopios de teléfonos inteligentes y unidades de medición inercial. Se extrajeron características discriminatorias de los temblores en el espectro de frecuencia y se desarrollaron modelos de aprendizaje automático para distinguir entre temblores fisiológicos y patológicos, así como entre diferentes los dos tipos de temblores de interes. Los resultados de esta fase inicial se publicaron en tres artículos, demostrando el potencial de esta metodología. La herramienta se concibió como un sistema modular que incluye una aplicación móvil para la adquisición de datos, una API RESTful para procesar y clasificar datos, y una base de datos para almacenar registros de pacientes. La aplicación móvil se desarrolló en Kotlin para dispositivos Android, mientras que los algoritmos y modelos se implementaron en Python junto con la API RESTful. Se implement, Postprint (published version)

Machinability tests play a crucial role in the metalworking industry despite their inherent cost and time requirements. This study aims to introduce a novel approach by establishing a correlation between the dry wear turning and pin-on-disc tests, potentially enabling their interchangeability. The industry is particularly interested in this challenge due to the simplified implementation and reduced costs and time compared to the conventional turning test. The correlation between the dry wear turning and pin-on-disc tests was investigated using three low carbon steel grades (12L14, 1212, and 1018) and three medium cutting speeds (150, 180, and 240 m/min). Additionally, a comprehensive cost-energy comparison is conducted to underscore the significance of identifying a laboratory test equivalent to the traditional machinability test. The obtained results reveal a strong correlation between both wear tests. Furthermore, the relative cost analysis demonstrates that the pin-on-disc test costs only 14% of the long-duration turning test, emphasizing its cost-effectiveness., Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. Antonio Sánchez is supported by the Serra Húnter program (Generalitat de Catalunya)., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Treball desenvolupat en el marc del programa "European Project Semester"., Incorporation of new raw materials in the existing warehouse and elimination of intermediate buffers for production storage, to locate new machinery. By eliminating Kanban’s factory of raw materials of large consumption or use, ensure the efficiency of the factory during 3 production shifts and 2 warehouse shifts (ensure raw material for production during the night shift). AkzoNobel, a Dutch multinational with 30 manufacturing plants and 125 warehouses located across Europe, is the subject of this project. The focus will be on the Vilafranca del Pendès warehouse, which currently employs manual tools in certain manufacturing processes. The company has encountered limitations in its production line and requires significant changes to enhance its capacity. The project aims to improve the company through four fundamental concepts: efficiency, sustainability, competitiveness, and effectiveness. These concepts are closely associated with the main objective of this project, which can also be defined as: Increasing efficiency by automating production. Implementing automation can be a crucial step toward achieving better outcomes. By using automated multi-stations instead of relying on human resources only, labor costs and risks can be minimized and at the same time achieve much higher production outputs. This reduction in costs and human resource requirements also opens up new opportunities for future development within the company. To remain competitive in the industry, it is essential to make changes that will benefit the future of the company. As this famous naval saying by John Paul Jones, “Those Who Do Not Risk Cannot Win”. The purpose of this report is to showcase the AkzoNobel team’s work during the first part of the EPS on automating production. The report starts with an overview of the company’s background, their state of the art to see what they have achieved, benchmarking with other companies, the EPS program, our team, and the project roadmap. Followed by the pr, Incoming

Typical treatments against Knee Osteoarthritis (KOA) are performed surgically, such as knee arthroplasty or High Tibial Osteotomy (HTO). In recent years, Proximal Fibular Osteotomy (PFO) has been proposed as a solution against KOA. The biomechanical understanding of the effects of proximal fibular osteotomies is herein investigated. The present study provides the fundamental data for the biomechanical description of this surgical technique, which have been numerically evaluated with finite element models against the HTO reversedengineered in-silico model. PFO finite element models are digitally compared to in-vivo HTO surgical outcomes in their preand post-surgical state. The compliance between simulation and practical surgery outcomes could be improved by using the subject end-results to iterate and customize the PFO in-silico model. Opportunities, procedures and restrictions of in-silico models are presented. In-silico approaches may lead the medical community to move faster, more confidently and more costeffectively toward research discoveries than using traditional invitro and in-vivo approaches., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Treball desenvolupat en el marc del programa "European Project Semester"., ”Automated assembly lines are a fundamental part of today’s manufacturing industry” [1]. The future of manufacturing is near, and most manufacturers are looking towards industry 4.0, while AkzoNobel Vilafranca partly is using manual tools to manufacture their own products. AkzoNobel has reached its limits when it comes to its production line, which means that the company must make some necessary and significant changes to reach their goals about increasing its capacity. Production automation focuses on reducing the physical effort of workers to focus on quality control to achieve the high standards of products sought by the company. Automation can be the necessary change for a better outcome in the end. By using automated multi-stations instead of human resources, you can minimize labour costs and reach a much higher production output [2]. While minimizing the costs and need for human resources, there are a lot of opportunities in hiring people for future development in the company. To compete with your opponents on the field, you must be willing to make the changes for the future of the company. There are two main aims of this project. The first one is to propose a fully automatic filling process for AkzoNobel Vilafranca. The second aim is to develop a business case study that would show the feasibility of the proposal in a real-life situation. Such a process would allow AkzoNobel management to move their human resources to product preparation, without the need for manual labour in filling processes. As a result, AkzoNobel would be able to increase its production capacity and possibly expand to other markets. This report aims to present the work of the AkzoNobel team over the first part of the European Project Semester (EPS), on the project of automatic filling lines. Firstly, the report begins with an introduction to the EPS program, the project team, supervisors, and the company. Secondly, the scope of the project is defined, giving details of the current situati, Incoming

El presente trabajo se originó ante la posibilidad de aplicar la biomimética, en especial una réplica de los huecos semiesféricos con patrón hexagonal que presenta el bicho torito en la superficie exterior de su caparazón, a las superficies de matrices para forja, con el fin que estos huecos actúen como reservorios de lubricante y debris, reduciendo la fricción y el desgaste. El objetivo principal fue evaluar el comportamiento a la fricción de tres grafitos sobre superficies rectificadas y texturadas con laser de fibra con densidades de texturado de hasta el 50%. Para tal fin, se realizaron ensayos de pin on disc a temperatura ambiente empleando discos de acero AISI H13 templados y revenidos (acero de una matriz para forja), con sus caras planas rectificadas en una rectificadora tangencial. Los pines de acero AISI 1045 con punta semiesférica fueron mecanizados en un torno CNC. La carga empleada fue de 6,5 N, la velocidad de 0,2 m/s y el tiempo de ensayo 20 minutos. Por último, las texturas fueron realizadas con un laser de fibra de Yterbio. La superficie texturada con un 50% presentó una reducción del coeficiente de fricción del 42% respecto de la superficie rectificada. La viscosidad, el tamaño del grafito y la densidad del texturado han sido parámetros cruciales para afectar la fricción. En tanto que un tamaño más pequeño de las partículas de grafito facilita el relleno de las microcavidades, asegurando la continuidad de la capa de lubricante., Postprint (published version)

Actualment, estem vivint una situació climàtica excepcional. El canvi climàtic cada vegada està més present i les conseqüències són cada dia més desastroses. És per això que, des de Sant Climent de Llobregat, es planteja la possibilitat d’actuar contra aquest canvi climàtic. Una de les idees principals és la instal·lació d’una depuradora d’aigües residuals per tal de reaprofitar aquestes aigües i utilitzar-les en l’agricultura, en les indústries o per usos municipals com per exemple regar les zones verdes de la població entre altres. Actualment, aquestes aigües residuals es canalitzen fins a un altre municipi i no es reaprofiten en el propi, fent que l’impacte ecològic sigui major. L’objectiu, doncs, d’aquest projecte és fer un estudi per comprovar si es donen les condicions òptimes per poder implementar una instal·lació de de depuració per tal de reaprofitar totes les aigües residuals de Sant Climent de Llobregat i així reduir l’impacte medi ambiental. Per tal de poder dur a terme aquest projecte, es va parlar amb l’Ajuntament de Sant Climent per obtenir dades oficials (habitants, superfície, caudal d’aigua residual del poble per persona/habitatge, etc.) A partir d’aquesta informació, s’ha estudiat el seu funcionament, a més s’ha fet el disseny d’una depuradora al costat del camp de futbol del municipi, lloc idoni per la instal·lació, també s’ha calculat el pressupost que suposaria i l’impacte medi ambiental d’aquesta instal·lació. Una vegada acabat tot aquest estudi, s’ha comprovat que Sant Climent de Llobregat no té la suficient població ni superfície per a que aquest projecte resulti eficient. Ja que al tenir pocs habitants, per fer una depuradora estàndard, no hi ha suficient cabal i el preu seria massa elevat, per tant no seria eficient ni sortiria a compte pel municipi. Com alternativa, per a que sigui sostenible aquesta instal·lació, seria millor buscar una altra opció que s’adeqüi més a les necessitats del municipi de Sant Climent de Llobregat, com per exem, Nowadays, we are living an exceptional climatic situation. The climate change is more present every day and the consequences are more awful every day. This is the reason why, from Sant Climent de Llobregat, it is settled out the possibility of acting against this climatic change. One of the main ideas is the installation of a residual water treatment plant. This would help to reuse these waters and use them for the agriculture, the industries or other municipals uses such as watering green areas. Currently, these residual waters are channelled up to another municipality and they are not used in the town, causing a higher environmental impact. The main objective of this project is to study if Sant Climent de Llobregat has the ideal conditions to install the purification system, in order to leverage the residual water of the village reducing, therefore, the environmental impact. To carry out this project, it has been important the information given by the local government of Sant Climent de Llobregat (population, area, volume of water per inhabitant/residence…) Thereon, the functioning of the treatment system has been studied, moreover, the sketches have been designed to install it next to the soccer field (ideal location for the installation) finally, the budget has been calculated and the impact in the environment has been studied. Once the study has been finished, it has been proved that Sant Climent de Llobregat does not have enough population neither space for this project to be efficient. This is because there are not many inhabitants for a standard installation, there would not be enough volume of water and it would be so expensive. Therefore, this installation would not be efficient and neither would produce a benefit for the town. As an alternative, so that be sustainable, it would be better to look for another option which suits to Sant Climent’s needs, for instance a prefabricated installation or an installation without machinery., Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles, Objectius de Desenvolupament Sostenible::6 - Aigua Neta i Sanejament

El futur de l'automoció depèn de les energies sostenibles. No es contempla un escenari sense el cotxe elèctric, però no necessàriament ha d'estar basat en vehicles amb grans bateries de liti que depenguin d'un endoll per funcionar. En aquest projecte s'exposa el paper de l'hidrogen com una font alternativa de combustible en el sector de l'automoció. S'han analitzat des de les seves propietats fins a la seva usabilitat actual a empreses líders del mercat. En primer lloc, l'estudi reflecteix les fonts actuals d'obtenció de l'hidrogen i la infraestructura necessària per assumir la migració de l'actual parc de combustió cap a aquesta nova font d'energia. Per altra banda, compta amb una comparació dels diferents tipus de pila de combustible, així com les possibles millores que es plantegen. El fet d'analitzat els prototips en els quals ja treballen les marques punteres de l'automoció ha sigut un factor clau per poder estudiar a fons l'aplicació de l'hidrogen en casos reals i exitosos. Per acabar, el projecte inclou un estudi pràctic de l'impacte ambiental de la implementació de la pila d'hidrogen als vehicles. Es contrasta amb l'observació de l'empremta de la resta de tecnologies del mercat, com el cotxe elèctric, híbrid o de combustió interna. L'objectiu d'aquest estudi és constatar la viabilitat de crear una infraestructura capaç de proveir als automòbils d'hidrogen verd, raó per la qual també s'ha elaborat l'anàlisi econòmica d'una hidrogenera a Barcelona. Així, ha estat possible estudiar el comportament del preu de l'hidrogen verd i els factors que comprèn una inversió d'aquestes característiques. Finalment, el projecte conclou, a través de les línies estudiades, amb els pros i contres de la pila d'hidrogen –respecte a altres energies– i la viabilitat d'aquesta a curt termini., El futuro de la automoción depende de las energías sostenibles. No se contempla un escenario sin el coche eléctrico, pero no necesariamente debe estar basado en vehículos con grandes baterías de litio que dependan de un enchufe para funcionar. En este proyecto se expone el papel del hidrógeno como fuente alternativa de combustible en el sector de la automoción. Se han analizado desde sus propiedades hasta su usabilidad actual en empresas líderes del mercado. En primer lugar, el estudio refleja las actuales fuentes de obtención del hidrógeno y la infraestructura necesaria para asumir la migración del actual parque de combustión hacia esta nueva fuente de energía. Por otra parte, cuenta con una comparación de los distintos tipos de pila de combustible, así como las posibles mejoras que se plantean. El hecho de analizar los prototipos en los que ya trabajan las marcas punteras de la automoción ha sido un factor clave para poder estudiar a fondo la aplicación del hidrógeno en casos reales y exitosos. Por último, el proyecto incluye un estudio práctico del impacto ambiental de la implementación de la pila de hidrógeno en los vehículos. Se contrasta con la observación de la impronta del resto de tecnologías del mercado, como el coche eléctrico, híbrido o de combustión interna. El objetivo de este estudio es constatar la viabilidad de crear una infraestructura capaz de abastecer a los automóviles de hidrógeno verde, por lo que también se ha elaborado el análisis económico de una hidrogenera en Barcelona. Así, ha sido posible estudiar el comportamiento del precio del hidrógeno verde y los factores que abarca una inversión de estas características. Por último, el proyecto concluye, a través de las líneas estudiadas, con los pros y contras de la pila de hidrógeno –respecto a otras energías– y la viabilidad de ésta a corto plazo., The future of the automotive industry depends on sustainable energy. A scenario is not contemplated without the electric car, but it does not necessarily have to be based on vehicles with large lithium batteries that depend on a plug to operate. This project discusses the role of hydrogen as an alternative source of fuel in the automotive sector. They have been analyzed from their properties to their current usability in market-leading companies. First, the study reflects current sources of hydrogen and the infrastructure needed to take on the migration of the current fuel park to this new energy source. On the other hand, it has a comparison of the different types of fuel cell, as well as the possible improvements that are proposed. Analyzing the prototypes in which the leading brands in the automotive industry are already working has been a key factor in being able to study in depth the application of hydrogen in real and successful cases. Finally, the project includes a practical study of the environmental impact of the implementation of the hydrogen battery in vehicles. It contrasts with the observation of the footprint of other technologies on the market, such as the electric, hybrid or internal combustion car. The aim of this study is to ascertain the feasibility of creating an infrastructure capable of supplying cars with green hydrogen, which is why the economic analysis of a hydrogen plant in Barcelona has also been carried out. Thus, it has been possible to study the behavior of the price of green hydrogen and the factors that comprise an investment of this nature. Finally, the project concludes, through the lines studied, with the pros and cons of the hydrogen battery - with respect to other energies - and its short-term viability.

Este trabajo expone la síntesis, materialización y control de un mecanismo de Cruz de Malta. Se parte de la necesidad de disponer de una maqueta didáctica de dicho mecanismo con bajo coste y rápida disponibilidad. Se usa el proceso de diseño de mecanismos, se obtienen sus dimensiones funcionales y sus curvas cinemáticas se grafican con el programa GNU Octave. Se aplica el paradigma de diseño para la fabricación y el ensamblaje, aprovechando la disponibilidad de una impresora 3D. Las piezas móviles se han impreso en PLA de distintos colores y la bancada se ha fabricado en madera. La modelación de las piezas y ensambles, así como la simulación del funcionamiento del mecanismo se realiza mediante SolidWorks. La maqueta incluye un motor paso a paso y su funcionamiento es controlado con una placa Arduino Uno. Como resultado se obtiene una maqueta didáctica funcional y económica, satisfaciendo la necesidad antes expuesta., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Objectives: To compare the number of abdominal dehiscences in patients undergoing immediate breast reconstruction with Deep Inferior Epigastric artery Perforator flap (DIEP) before and after implementation of the Enhanced Recovery After Surgery (ERAS) protocol that adds postoperative Closed Incision Negative Pressure Therapy (ciNPT) to conventional abdominal binder compression therapy. Methods: We retrospectively analyzed 63 ERAS patients (3 February 2021 to 29 March 2022) and 176 non-ERAS patients (5 July 2017 to 29 January 2021) (N=239). Clinical data, demographics and immediate complications (1 month post-surgery) are collected. Differences in proportions and means are analyzed with a confidence level a=0.05 with ChiSquared and ANOVA tests using SPSS®. Results: Preliminary results indicate that there are significant differences between both groups, with fewer abdominal dehiscences in the ERAS group (ciNPT + abdominal compression). No differences were observed according to age, Body Mass Index (BMI), smoking, medical pathology or neoadjuvant (chemotherapy/radiotherapy). Conclusion: Those patients who underwent breast reconstructive surgery by DIEP flap and who underwent the ERAS protocol had a lower incidence of dehiscence in the abdominal donor site., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Hypodermic needles are used in a wide range of medical procedures. In these procedures, an insertion force is applied to the needle to insert it through the soft tissue. In that way, when the tip of the needle encounters the surface of the tissue, several opposing forces are generated, such as stiffness, friction, and cutting forces, because of the tissue surface tension and viscoelastic properties. In addition, insertion force can influence tissue tearing and needle deflection. Thus, it is crucial to understand and analyze these forces and their effect on the tissue. We experimentally tested several commercial hypodermic needles at different diameters and bevel angles of the needle tips using an in-house test bench at different insertion velocities. In addition, chicken breasts were used as biological tissue to test the needles. As a result, the experimental cutting force increases linearly concerning the diameter of the needle and the insertion velocity. Also, the shear stress remains constant concerning insertion velocity and increases linearly with needle diameter and length. In conclusion, the results let us understand that the insertion mechanism is not trivial due to the influence of the geometry and relative velocity of the needle while penetrating the tissue and the mechanical properties of the soft tissue. All these combined parameters present challenging research to optimize medical procedures with needles., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En el present treball es defineix i detalla el disseny modelitzat en CAD, les simulacions de provetes assajats a cisallament i flexió a 3 punts juntament amb la rigidesa torsional del xassís, el desglossament dels costos del projecte, l'anàlisi mediambiental i planificació d'un monobuc estil formula per a la competició Formula Student. Això ha sigut possible gràcies a l'experiència obtinguda durant gairebé 3 anys de l'equip e-Tech Racing. L’objectiu és obtenir la màxima rigidesa torsional amb el menor pes possible per així millorar el rendiment del monoplaça. Per a fer això, primer s’estudia quines són les diferents parts d’un monocasc, comprendre com es comporten els materials compostos i la fabricació d’aquests, quins són els objectius departamentals de l’equip i realitzar simulacions estructurals fins a arribar a l’objectiu. El disseny s’optimitza a partir de les iteracions obtingudes en CAD i en paral·lel amb les simulacions en CAE. A més de satisfer els requeriments del producte que serien els sistemes que van assemblats al xassís de fibra de carboni. Finalment, pretén ser una guia perquè les futures generacions de l’equip puguin tenir una base sòlida i, permeti continuar creixent el projecte fins acostar-se al rendiment dels millors monoplaces de la competició., En el presente trabajo se define y se detalla el diseño modelizado en CAD, las simulaciones de probetas ensayadas a cizalladura y flexión a 3 puntos junto con la rigidez torsional del chasis, el desglose de los costes del proyecto, el análisis medioambiental y planificación de un monocasco estilo formula para la competición Formula Student. Esto ha sido posible gracias a la experiencia obtenida durante casi 3 años del equipo e-Tech Racing. El objetivo es obtener la máxima rigidez torsional con el menor peso posible para así mejorar el rendimiento del monoplaza. Para hacer esto, primero se estudia cuáles son las diferentes partes de un monocasco, comprender como se comportan los materiales compuestos y la fabricación de estos, cuáles son los objetivos departamentales del equipo y realizar simulaciones estructurales hasta llegar al dicho objetivo. El diseño se optimiza a partir de las iteraciones obtenidas en CAD y en paralelo con las simulaciones en CAE. Además de satisfacer los requerimientos del producto que serían los sistemas que van ensamblados al chasis de fibra de carbono. Finalmente pretende ser una guía para que las futuras generaciones del equipo puedan tener una base sólida y, permita seguir creciendo el proyecto hasta acercarse al rendimiento de los mejores monoplazas de la competición., This paper defines and details the CAD modelled design, simulations of 3-point shear and bending test specimens together with the torsional stiffness of the chassis, project cost breakdown, environmental analysis and planning of a formula style monocoque for Formula Student racing. This has been possible thanks to the experience gained over almost 3 years of the e-Tech Racing team. The aim is to obtain the maximum torsional stiffness with the lowest possible weight in order to improve the performance of the car. To do this, we first study the different parts of a monocoque, understand how composite materials behave and how they are manufactured, what the team's departmental objectives are, and carry out structural simulations until we reach this objective. The design is optimised from the iterations obtained in CAD and in parallel with the simulations in CAE. In addition to meeting the requirements of the product that would be the systems that are assembled to the carbon fibre chassis. Finally, it aims to be a guide so that future generations of the team can have a solid base and allow the project to continue to grow until it approaches the performance of the best single-seaters in the competition.

Des dels inicis de la humanitat, la hidràulica ha ajudat l'ésser humà a evolucionar i realitzar alguns dels treballs més exigents. El component hidràulic bàsic és el cilindre de doble efecte, est, és present en la majoria de la maquinària que avui dia s'utilitza en la construcció, l'agricultura, la mineria, la marina i fins i tot en l'exèrcit. Encara que aquestes màquines es caracteritzen per utilitzar materials i components molt resistents, també sofreixen problemes de fatiga. L'objectiu d'aquest projecte és estudiar els problemes de fatiga que pateix un cilindre de doble efecte i, en concret, el trencament degut a fatiga que es produeixen en la unió roscada entre l’eix i el pistó. A més, la comparació entre materials i el càlcul de les tensions que sofreix el cilindre també formaran part d'aquest projecte amb l'objectiu de donar una imatge global del funcionament d'un departament d'enginyeria al llarg de la realització d'un projecte d'aquesta envergadura. Per al desenvolupament d'aquest projecte s'utilitzaran les aplicacions més innovadores com els software Solidworks per al disseny 3D i l'elaboració de planells i el programari Ansys per a simular i analitzar el disseny sota un cas real que també es reproduirà. A més, en el transcurs del projecte també s'utilitzarà l'Excel i diferents aplicacions de Microsoft., Desde los inicios de la humanidad, la hidráulica ha ayudado al ser humano a evolucionar y realizar algunos de los trabajos más exigentes. El componente hidráulico básico es el cilindro de doble efecto, este, está presente en la mayoría de la maquinaria que hoy en día se utiliza en la construcción, la agricultura, la minería, la marina e incluso en el ejército. Aunque estas máquinas se caracterizan por utilizar materiales y componentes muy resistentes, también sufren problemas de fatiga. El objetivo de este proyecto es estudiar los problemas de fatiga que sufre un cilindro de doble efecto y, en concreto, los fallos de fatiga que se producen en la unión roscada entre el vástago y el pistón. Además, la comparación entre materiales y el cálculo de las tensiones que sufre el cilindro también formarán parte de este proyecto con el objetivo de dar una imagen global del funcionamiento de un departamento de ingeniería a lo largo de la realización de un proyecto de esta envergadura. Para el desarrollo de este proyecto se utilizarán las aplicaciones más innovadoras como los softwares Solidworks para el diseño 3D y la elaboración de planos y el software Ansys para simular y analizar el diseño bajo un caso real que también se realizará. Además, en el transcurso del proyecto también se utilizará el Excel y diferentes aplicaciones de Microsoft., Since the very beginning of the mankind, the hydraulic forces have helped the human to evolve and realize some of the most exigent jobs. The basic hydraulic component is the double effect cylinder which is present in most of the machinery that nowadays is used in the construction words, the agriculture word, the mining word, navy word and even though the army word. Although those word used to be known for using highly resistant materials and components, they also suffer fatigue problems. The focus of this project is to study the fatigue problems that a double effect cylinder suffers and most specific, the fatigue cracks that occurs in the thread union between the rod and the piston. Moreover, the comparation between materials and the calculation of the stresses that the cylinder suffers will also be part of this project with the objective to give a global image of how an engineering department group works. For the development of this final project degree, the most innovative applications will be used as 3D design software, Solidworks for the current design and drawing and the Ansys software to analyse the design simulating a real case that, will be also done. Moreover, Excel and different Microsoft application will also be employed during the course of the project.

Studying the specific energy during material removal mechanism at micro-scale provides a better understanding of energy transition between different material removal regimes. Modeling of specific energy into components of sliding, plowing and cutting helps to analyze the influence of grain properties process parameters, and mechanical properties on energy transition between different phases of material removal. Present research put forth the comprehensive model of specific energy consumption for abrasive cut off operating based on the individual models of primary and secondary rubbing energies, specific plowing energy and specific cutting energy. Materials of SS201, Inconel 718, Al 1100, Al 7075 and oxygen free copper (OFC– C10100) have been employed while cutting with semi super abrasive cubitron cut off wheel. Model validation on experimental data revealed that triangular shape of cubitron grits significantly influenced the plowing energy and played an important role in energy transition between different material removal regimes. Moreover, cutting conditions and material properties also affected the overall specific energy consumption, dominance of particular specific energy components and machinability of the materials., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This study aimed to investigate the impact of a Mediterranean-style diet on weight loss effectiveness and sustainability in patients with obesity who underwent endoscopic bariatric therapies (EBT), relative to a protein diet plan. Thus, 132 patients with obesity (BMI 30–40 kg/m2) who underwent EBT, were asked to follow a Mediterranean-style diet plan (n = 52) or a protein diet plan (n = 26) for six months. General linear models were used to compare outcome variables between dietary intervention groups. Results showed that participants who followed a Mediterranean-style diet plan lost 14.2% more weight (95% CI: 3.0; 25.3), compared with those who followed a protein diet plan. Additionally, following a Mediterranean-style diet plan was associated with the sustainability of weight loss. Note that three months after the end of the dietary intervention, the patients who followed a Mediterranean-style diet plan were still losing weight (-1.2 ± 3.0 kg), while those with a protein diet plan gained, on average, 2.4 ± 3.3 kg (p < 0.001). Therefore, we conclude that combining EBT with a Mediterranean-style diet plan could represent an effective dietary intervention to improve the effectiveness and sustainability of weight loss after an EBT., Postprint (author's final draft)

In ßTi-alloys, some advances and developments have been reached toward optimizing their mechanical performance and their processability. However, the applications of these alloys via laser powder bed fusion (LPBF) are still under investigation. In this work, the processing of ßTi-alloys via LPBF and their properties is reviewed with a focus on six selected metallurgical systems which are expected to be top performance materials in applications in the aeronautical and biomedical contexts. These six systems promise a better mechanical and functional performance considering different in-service environments for medical implants and structural applications. After literature analysis, the applicability of ßTi-alloys to be processed via LPBF is then discussed considering the relevant fields of applications., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

En l’actualitat, en el món de la producció i sobretot en produccions de grans volums, una correcta eficiència i estandardització de la màquina, pot ser determinant. Per tant, aquest projecte consisteix a definir, analitzar, implementar, controlar i documentar una sèrie de millores i processos per aconseguir una eficiència òptima i una estandardització d’una MonoBlock. El projecte es realitza amb una MonoBlock real, en l’empresa Coty situada a Granollers. Una de les tasques principals és determinar i focalitzar els punts dels quals ens poden produir més problemes provocant així un major nombre d’aturades no planificades, impedint al mateix temps una millor eficiència, per així poder implementar una sèrie de millores i fer-ne el seguiment corresponent. D’altra banda, dins d’una producció modular, estandarditzar els punts d’ajust (Settings) de la màquina és molt important, ja que, cada format que es produeix és diferent, cada producte acabat té dimensions i materials diferents, tot i que el procés sigui similar, per tant estandarditzar una màquina ens permet fabricar productes personalitzats sense uns costos de producció tan elevats com fabricar a mida i ens permet guanyar més temps el que repercuteix en una major producció., En la actualidad, en el mundo de la producción y sobre todo en producciones de grandes volúmenes, una correcta eficiencia y estandarización de la máquina, puede ser determinante. Por lo tanto, este proyecto consiste en definir, analizar, implementar, controlar y documentar una serie de mejoras y procesos para conseguir una eficiencia optima y una estandarización de una MonoBlock. El proyecto se realiza con una MonoBlock real, en la empresa Coty situada en Granollers. Una de las tareas principales es determinar y focalizar los puntos los cuáles nos pueden producir más problemas provocando así un mayor número de paros no planificados, impidiendo a su vez una mejor eficiencia, para así poder implementar una serie de mejoras y hacer su seguimiento correspondiente. Por otro lado, dentro de una producción modular, estandarizar los puntos de ajuste (Settings) de la máquina es muy importante, ya que, cada formato el cuál produce es diferente, cada producto acabado tiene dimensiones y materiales distintas, aun que el proceso sea similar, por lo tanto, estandarizar una máquina nos permite fabricar productos personalizados sin unos costes de producción tan elevados como fabricar a medida y nos permite ganar más tiempo lo que repercute en una mayor producción., At present, in the world of production and especially in large volume productions, a correct efficiency and standardization of the machine is decisive. Therefore, this project consists of defining, analysing, implementing, controlling and documenting a series of improvements and processes to achieve optimum efficiency and standardization of a MonoBlock. The project is carried out with a real MonoBlock in the Coty company located in Granollers. One of the main tasks is to determine and focus on the points which can cause us problems. This is because these problems could cause a greater number of unplanned shutdowns which as a consequence would impede us a better efficiency in order to implement a series of improvements and make their corresponding follow-up. Furthermore, within a modular production, standardizing the adjustment points (settings) of the machine is very important. The reason is that each format which it produces is different, each finished product has different dimensions and materials although the process is similar. So, standardizing a machine allows us to manufacture customized products without production costs as high as manufacturing to measure and allows us to save time, which means a higher production.

© 2021 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting /republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works, Breast cancer is the most commonly diagnosed cancer worldwide and is the leading cause of cancer-related death in more than 100 countries. Breast cancer surgery, especially when it involves a mastectomy, is associated with unaesthetic results that can be traumatic. Therefore, breast reconstruction is crucial for the patient to return to normal life, avoiding the psychological consequences. Based on free tissue transfer with microsurgery, autologous breast reconstruction is the gold standard for breast reconstruction, especially in irradiated patients. To plan the reconstruction surgery and locate the cutaneous perforating vessels supplying blood to the flap, preoperative Computed Tomography Angiography (CTA) is usually performed. However, only approximate and qualitative measurements are obtained and the location of the umbilical perforators reported by the radiologist. This paper advances a quantitative method to assess autologous Deep Inferior Epigastric Perforator (DIEP) flap volume and thickness from CTA images. This method is validated by measuring flap volume intraoperatively in the operating room of the Hospital Universitari de Bellvitge. These measurements could improve preoperative planning by reconstructive surgeons as they would know beforehand whether the amount of adipose tissue that can be harvested is sufficient to reconstruct the breast completely. This information could be crucial in thin and large breasted women or if bilateral breast reconstruction is planned., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Wear-resistant coatings development is progressively increasing steeply due to their advantages when applied to mechanical components subjected to abrasive and destructive environments. Titanium nitride (TiN) coating is typically used to enlarge tools and components’ service life and improve their surface quality. On the other hand, AlTiSiN coating intends to be applied to more aggressive environments such as spatial satellites components exposed to solar radiation, extremely high temperatures, and random particles impact. In this work, specimens of Inconel 718 (IN718) were fabricated via laser powder bed fusion (LPBF), and physical vapour deposition (PVD)-deposited with TiN and AlTiSiN as coatings to mechanically and chemically characterise their surface. In this respect, microhardness testing and chemical analysis via glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES) were performed. Later, roughness and wear behaviour analyses were carried out to evaluate the mechanical performance of both coatings and their surface and morphological features. The experimental observations allowed the analysis of both studied coatings by comparing them with the substrate processed via LPBF., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Forging dies are crucial in forging to manufacture accurate workpieces. These dies are generally made of AISI H steel series and hardened and tempered medium carbon alloy steel. Dies are processed by using high-speed milling + polishing or electrical discharge machining + polishing. The surface quality of the workpiece depends on the surface properties of these dies, where surface roughness, material hardness, and wear evolution of their surfaces are critical aspects to consider. This research analyzes different wire electrical discharge machining surface conditions combined with polishing treatment to describe their influence on friction and wear. Wire electrical discharge machining defines the disks’ surface properties in finishing and roughing conditions, and polishing treatment varies in time and paper sand depending on the roughness. Abbott-Firestone curves and Rsk-Rku roughness parameters characterize the surface roughness of each studied configuration. Room temperature pin-on-disk tests were performed to analyze friction coefficients and wear rate for AISI 1045 pins and AISI H13 disks. On average, the highest (0.284) and the lowest (0.201) friction coefficients were found for the combination of finishing wire electrical discharge machining + polishing and roughing wire electrical discharge machining conditions, respectively. Scanning electron microscope images were taken to describe the wear tracks and pin degradation for different sliding abrasive configurations. The diagram correlating the surface morphology and the friction coefficient predicts the wear damage on initial surface conditions, which is crucial in the forging industry to determine tool maintenance or replacement., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Este trabajo expone el diseño de un dispositivo para controlar el funcionamiento de una maqueta de un mecanismo de retorno rápido de Withworth, previamente diseñado, y la instrumentación para registrar información sobre su cinemática. El trabajo tiene dos objetivos: el primero, disponer de un recurso didáctico a utilizar en prácticas docentes relacionadas con el estudio de mecanismos y máquinas y, el segundo, proponer un modelo basado en el uso de coordenadas naturales para el estudio cinemático del mecanismo, simularlo y verificar experimentalmente la bondad del modelo utilizando los datos registrados durante el funcionamiento de la maqueta. La metodología que se expone en el trabajo se aplica en un curso del Máster Universitario en Ingeniería de Sistemas Automáticos y Electrónica Industrial (MUESAEI) impartido en la Universitat Politècnica de Catalanuya (UPC), donde los alumnos no necesariamente tienen una formación mecánica, logrando ser capaces de modelar y simular sistemas mecánicos. Por otro lado, dicha metodología pretende utilizarce en otras asignaturas del ámbito de la cinemática y dinámica de máquinas tanto en estudios de grado como de posgrado en distintas sedes académicas de la UPC. En la maqueta, la velocidad de giro del piñón de entrada se controla mediante un controlador pwm -de modulación por ancho de pulsos-, se utiliza un transitor de efecto Hall para medir la velocidad de giro del piñón (la que se muestra en una pantalla lcd) y el ángulo de orientación de la colisa -elemento considerado de salida- se obtiene mediante un potenciómetro unido rigídamente a un extremo de dicho sólido. Los datos de orientación de la colisa se registran mediante un conversor analógico-digital (A/D) de una placa Arduino Uno, la cual también se utiliza para controlar, mediante pwm, la velocidad de giro del motor-reductor colocado en la maqueta., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Avui dia el sector del cafè està a l’alça i cada cop més persones valoren el fet de poder gaudir d’una bona tassa de cafè. Per això, s’estan generant negocis al seu voltant com són les cafeteries exclusives de cafè, oferint als seus clients gran varietat de tipus de cafè. I si es volgués gaudir d’aquest servei a casa i d’una manera cent per cent artesanal? Doncs la resposta està en les màquines de torrar cafè, però solen ser molt aparatoses i sofisticades. Posats en aquesta situació, es planteja el fet de tindre la possibilitat de disposar d’una d’aquestes màquines per la llar. Per tant, aquest projecte està enfocat al disseny d’una màquina de torrar cafè per ús domèstic i intentar reduir al màxim la seva mida, en comparació a les existents al mercat. El propòsit de la màquina esmentada serà obtenir una quantitat justa de cafè torrat, tenint en compte una sèrie de necessitats i sense perdre qualitat del cafè torrat respecte a altres solucions. A més del ja comentat, sempre el factor econòmic és realment important en tots els aspectes de la vida, amb el qual, en un projecte així també. Es realitzarà un anàlisi econòmic del possible desenvolupament del projecte per comprovar la seva viabilitat., Hoy en día el sector del café está en auge y cada vez más personas valoran el hecho de poder disfrutar de una buena taza de café. Por ello, se están generando negocios a su alrededor como son las cafeterías exclusivas de café, ofreciendo a sus clientes gran variedad de tipos de café. ¿Y si se quisiera disfrutar de este servicio en casa y de una manera cien por cien artesanal? Pues la respuesta está en las máquinas de tostar café, pero suelen ser muy aparatosas y sofisticadas. Puestos en esta situación, se plantea el tener la posibilidad de disponer de una de estas máquinas para el hogar. Por lo tanto, este proyecto está enfocado al diseño de una máquina de tostar café para uso doméstico e intentar reducir al máximo su tamaño, en comparación a las existentes en el mercado. El propósito de dicha máquina será obtener una cantidad justa de café tostado, teniendo en cuenta una serie de necesidades y sin perder calidad de café tostado respecto otras soluciones. Además de lo ya comentado, siempre el factor económico es algo realmente importante en todos los aspectos de la vida, con lo cual, en un proyecto así también. Se realizará un análisis económico del posible desarrollo del proyecto para comprobar su viabilidad., Today the coffee sector is booming and more and more people value the fact of being able to enjoy a good cup of coffee. For this reason, businesses are being generated around it, such as exclusive coffee shops, offering their customers a wide range of types of coffee. What if we want to enjoy this service at home and in a hundred percent artisanal way? Well, the answer is in coffee roasting machines, buy they are usually very bulky and sophisticated. Put in this situation, the possibility of having one of these machines for home is considered. Therefore, this project is focused on the design of a coffee roasting machine to use it at home and trying to reduce its size as much as possible, compared to those on the market. The purpose of that said machine will be to obtain some quantity of roasted coffee, taking into account a series of needs and without losing quality of roasted coffee compared to other solutions. In addition to what has already been mentioned, the economic factor is always something really important in all aspects of life, as a consequence, in a project like this too. An economic analysis of the possible development of the project will be carried out to verify its viability.

Railway spike screws are manufactured by hot forging on a massive scale, due to each kilometer of railway track needing 8600 spike screws. These components have a low market value, so the head must be formed in a single die stroke. The service life of the dies is directly related to the amount of energy required to form a single screw. The existing standard for spike screws specifies only the required tolerances for the head dimensions, particularly the angle of the hub faces and the radius of agreement of the hub with the cap. Both geometrical variables of the head and process conditions (as-received material diameter and flash thickness) are critical parameters in spike production. This work focuses on minimizing the energy required for forming the head of a railway spike screw by computational simulation. The variables with the highest degree of incidence on the energy, forging load, and filling of the die are ordered statistically. The results show that flash thickness is the variable with the most significant influence on forming energy and forming load, as well as on die filling. Specifically, the minimum forming energy was obtained for combining of a hub wall angle of 1.3¿an as-received material diameter of 23.54 mm and a flash thickness of 2.25 mm. Flash thickness generates a lack of filling at the top vertices of the hub, although this defect does not affect the functionality of the part or its serviceability. Finally, the wear is mainly concentrated on the die splice radii, where the highest contact pressure is concentrated according to the computational simulation results., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En la caracterización de un acero de alta resistencia, como material destinado al conformado de chapas para la industria automotriz, es necesario realizar el diagrama de límite de conformado. Para ello, se requiere trazar sobre la superficie de las probetas un marcado que debe ser indeleble, visible y con precisión dimensional. Los equipos de grabado láser suponen una herramienta rápida y económica para lograr dichos objetivos de marcado. Sin embargo, por tratarse de un proceso térmico existe la posibilidad de afectar significativamente las propiedades mecánicas del material original. Es por tal motivo que se estudió la sensibilidad de dos aceros empleados en los procesos de estampado automotriz. Al observar una afectación significativa en las propiedades mecánicas en uno de ellos, se procedió a la realización de un diseño de experimentos (DOE) a fin de evaluar la influencia del foco, potencia y cantidad de pasadas del proceso de grabado láser sobre los resultados de un ensayo de tracción. Por último, a partir de los resultados experimentales se estableció un modelo mediante regresión por mínimos cuadrados que permite visualizar de forma sencilla la afectación mecánica., Postprint (published version)

Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima

Manufacturing molds for plastic parts injection are a particular machining domain, where challenging materials, like AISI P20 steel, are forced to satisfy the highest surface quality requirements. Before mirror polishing, milling operation is a common and challenging task due to drilling and milling with the same tool. Thus, special cutting tools, like asymmetric indexable type, are often used. This tool presents two geometrically equal positive inserts – one placed horizontally and the other vertically – for the flexible machining of holes, cavities, floors, and walls. Rough-medium milling operations lead to a complicated relationship between cutting conditions and geometrical tool parameters, making it challenging to balance the tool life of both inserts. The novelty of this work is to propose a model for cutting force prediction with an asymmetric tool to explain the separated behavior of both inserts and determine a better compromise between cutting conditions and tool life. The experimental tests were done for model validation and then wear cutting tests for testing improved cutting conditions. The results predicted by the model proved that by changing the depth of cut from 0.3 mm to 0.8 mm, the wear in both inserts was more balanced, increasing chip volume up to 1.7 times., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

El bogie és un dels components essencials que constitueix un tren. Permet que el tren circuli en les vies, sosté el pes del cotxe, dels passatgers, resisteix les forces que apareixen quan: en moviment, accelerant i frenant, assegurant que el passatger estigui còmode durant el viatge. Al llarg dels anys, el bogie es modifica diverses vegades - des del transport de mercaderies, passant per els trens d'alta velocitat, els "trens lleugers", entre d’altres. Aquests dissenys estan fets perquè el tren s'especialitzi en una tasca en concret o millorar-lo de alguna manera com pot ser: ser més eficient, aconseguir produir menys emissions, o reduir el cost en total del tren. Tots aquests factors són importants quan es dissenya un bogie. L'enfocament central d'aquest TFE és l'estudi de les forces que apareixen en l'estructura mentre està en ús; a més a més de com es compara la fibra de carboni, amb l'acer estructural S235 com a material primari de l'estructura. En la indústria ferroviària hi ha una iniciativa de reduir les emissions de CO2 fins a un 55% en l'any 2030, i l'any 2050 l'objectiu és aconseguir arriba a zero emissions; cosa que es pot assolir amb la fibra de carboni, especialment amb les parts grans i pesades del bogie. La fibra de carboni és el material que s'ha escollit estudiar per a l'estructura del bogie, ja que, amb ell es pot aconseguir una viabilitat de cost-pes sense renunciar la força estructural del bogie o flexibilitat, fent-ho sostenible i un bon candidat com reemplaçament de l'acer estructural S235., El bogie es uno de los componentes esenciales que constituye un tren. Permite que el tren vaya en las vías, sostiene el peso del coche, de los pasajeros, resiste las fuerzas que aparecen cuando: en movimiento, acelerando y frenando mientras asegurando que el pasajero este cómodo durante el viaje. A lo largo de los años, el bogie se modifica varias veces – desde el transporte de mercancías, los trenes de alta velocidad, los “trenes ligeros”, entre otros. Estos diseños están hechos para que el tren se especialice en una tasca en concreto o mejorarlo de alguna manera como puede ser: ser más eficiente, conseguir producir menos emisiones, o reducir el coste en total. Todos estos factores son importantes cuando se diseña un bogie El enfoque central de este TFE es el estudio de las fuerzas que aparecen en la estructura mientras esta en uso, además de cómo se compara fibra de carbono con el acero estructura S235 como material primario de la estructura. En la industria ferroviaria hay una iniciativa de reducir las emisiones de CO2 hasta un 55% para el año 2030, y en el año 2050 el objetivo es aumentarlo a cero emisiones; cosa que se puede conseguir con la fibra de carbono, en especial con las partes grandes y pesadas del bogie. La fibra de carbono reciclada es el material que se ha escogido estudiar para la estructura del bogie, ya que, con él, se puede conseguir una viabilidad de coste-peso sin renunciar la fuerza estructural del bogie o flexibilidad, haciéndolo sostenible y un buen candidato como remplazo del acero estructural S235., The bogie is one of the essential components of what constitutes a train. It allows the train to run on the train tracks, supports the weight of the car-body, passengers and withstands the forces that appear when; in motion, accelerating and decelerating, alongside ensuring the ride is as comfortable as possible for the passenger. Throughout the years, the bogie has undertaken many design changes – starting from freight transport, to highspeed passenger trains, to light rail city trains, and so on. These designs make it so that the bogie specializes in a certain task, such as making it more efficient, environmentally friendly, or cost-effective. All these factors are important when designing a bogie. The focus of this thesis is the study of the forces that appear in the frame of the bogie when in use, as well as how a fiber-reinforced composite material would compare to the standardized structural steel S235 version for the bogie frame. In the railway industry, there is currently an initiative to reduce the amount of railway transport CO2 emissions by 55% by the year 2030, following a zero-emission target in the year 2050, which may be achieved with the use of composite materials, especially in the bigger and heavier parts of the bogie. Recycled carbon fiber is the trusted composite material for the frame, and with it you can achieve higher cost-weight viability without forfeiting structural strength or flexibility, making it more sustainable and saving millions of euros in the process.

Aquest projecte, pretén ser el punt de partida d'una nova àrea de recerca biològics en el departament d’Enginyeria Mecànica de la Universitat Politècnica de Catalunya, sobre la mecànica d’inserció d’agulles mediques en teixits biològics. El present document, recull informació sobre estudis previs i avanços fets en la matèria, junt amb el disseny i caracterització d’un banc d’assajos creat a l’escola, per la realització de experiments amb diferents agulles hipodèrmiques. S’inclouen els pertinents anàlisis de funcionament i calibratges fets en la posada en marxa del prototip. El projecte inclou la modelització del procediment experimental realitzat i el tractament de les dades extretes. En el estudi experimental, s’analitzen dos paràmetres influents en la mecànica d’inserció d’ agulles hipodèrmiques en teixits biològics: el diàmetre de l’agulla i la velocitat d’inserció de l’agulla. Finalment, es descriu el comportament observat en teixit provat i es detalla de la influencia dels paràmetres analitzats en els resultats obtinguts experimentalment. S’inclou un apartat on es descriuen els pròxims passos que es realitzaran en futures investigacions., Este proyecto, pretende ser el punto de partida de una nueva área de investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Politécnica de Cataluña,sobre la mecánica de inserción de agujas médicas en tejidos biológicos. El presente documento reúne, información sobre estudios previos y avances realizados en el campo, junto con el diseño y caracterización de un banco de pruebas creado en la escuela para la realización de experimentos con diferentes agujas hipodérmicas. Se incluyen también los análisis del funcionamiento y calibraciones realizadas en la puesta en marcha del prototipo. El proyecto también incluye el modelado del procedimiento experimental realizado y el tratamiento de los datos extraídos. En el estudio experimental, se analizan dos parámetros influyentes en la mecánica de inserción de agujas hipodérmicas en tejidos biológicos: el diámetro de la aguja y la velocidad de inserción de aguja. Finalmente,se describe el comportamiento observado en el tejido probado y se detalla la influencia de los parámetros analizados en resultados obtenidos experimentalmente. Incluye una sección donde se describen los próximos pasos a seguir en futuras investigaciones., This project aims to be the starting point for a new research topic in the Department of Mechanical Engineering at the Polytechnic University of Catalonia, on the study of the mechanics involved when inserting medical needles into biological tissues. The present paper gathers previous investigations and advances made in the field, together with the design and characterization of a test bench created in the school to conduct tests with different hypodermic needles, including the operational analyses and calibrations performed of the first proposed prototype. It also includes the modelization of the experimental procedure followed, and data processing of the values extracted. In the experimental study, two influential parameters on the hypodermic needle insertion mechanics are analyzed: the needle diameter and the needle insertion speed. Finally, it is described the behavior observed in the tested tissue and detailed the influence of the parameters analyzed on the experimental results. It includes a section describing the next steps for future research.

Marker-less systems are becoming popular to detect a human skeleton in an image automatically. However, these systems have difficulties in tracking points when part of the body is hidden, or there is an artifact that does not belong to the subject (e.g., a bicycle).We present a low-cost tracking system combined with economic force-measurement sensors that allows the calculation of individual joint moments and powers affordable for anybody. The system integrates OpenPose (deep-learning based CCC library to detect human skeletons in an image) in a system of two webcams, to record videos of a cyclist, and seven resistive sensors to measure forces at the pedals and the saddle. OpenPose identifies the skeleton candidate using a convolution neural network. A corrective algorithm was written to automatically detect the hip, knee, ankle, metatarsal and heel points from webcam-recorded motions, which overcomes the limitations of the marker-less system. Then, with the information of external forces, an inverse dynamics analysis is applied in OpenSim to calculate the joint moments and powers at the hip, knee, and ankle joints. The results show that the obtained moments have similar shapes and trends compared to the literature values. Therefore, this represents a low-cost method that could be used to estimate relevant joint kinematics and dynamics, and consequently follow up or improve cycling training plans., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Recent research has shown that smartphones/smartwatches have a high potential to help physicians to identify and differentiate between different movement disorders. This work aims to develop Machine Learning models to improve the differential diagnosis between patients with Parkinson’s Disease and Essential Tremor. For this purpose, we use a mobile phone’s built-in gyroscope to record the angular velocity signals of two different arm positions during the patient’s follow-up, more precisely, in rest and posture positions. To develop and to find the best classification models, diverse factors were considered, such as the frequency range, the training and testing divisions, the kinematic features, and the classification method. We performed a two-stage kinematic analysis, first to differentiate between healthy and trembling subjects and then between patients with Parkinson’s Disease and Essential Tremor. The models developed reached an average accuracy of 97.2+/-3.7% (98.5% Sensitivity, 93.3% Specificity) to differentiate between Healthy and Trembling subjects and an average accuracy of 77.8+/-9.9% (75.7% Sensitivity, 80.0% Specificity) to discriminate between Parkinson’s Disease and Essential Tremor patients. Therefore, we conclude, that the angular velocity signal can be used to develop Machine Learning models for the differential diagnosis of Parkinson’s disease and Essential Tremor., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The objective of this work is to analyze the influence of the vibration-assisted turning process on the machinability of S235 carbon steel. During the experiments using this vibrational machining process, the vibrational amplitude and frequency of the cutting tool were adjusted to drive the tool tip in an elliptical or linear motion in the feed direction. Furthermore, a finite element analysis was deployed to investigate the mechanical response for different vibration-assisted cutting conditions. The results show how the specific cutting energy and the material’s machinability behave when using different operational cutting parameters, such as vibration frequency and tool tip motion in the x-axis, y-axis, and elliptical (x-y plane) motion. Then, the specific cutting energy and material’s machinability are compared with a conventional turning process, which helps to validate the finite element method (FEM) for the vibration-assisted process. As a result of the operating parameters used, the vibration-assisted machining process leads to a machinability improvement of up to 18% in S235 carbon steel. In particular, higher vibration frequencies were shown to increase the material’s machinability due to the specific cutting energy decrease. Therefore, the finite element method can be used to predict the vibration-assisted cutting and the specific cutting energy, based on predefined cutting parameters., Peer Reviewed, Postprint (published version)