English–Português Abstract Collection
Abstract of Innovation in Engineering
English–Português Abstract Collection
Recognition of human walking and running actions using temporal foot-lift features
Reconhecimento de ações humanas de caminhada e corrida utilizando características temporais de elevação dos pés
Khin Cho Tun, Hla Myo Tun, Lei Lei Yin Win, Khin Kyu Kyu Win
Department of Electronic Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.1
Abstract
The recognition of human walking and running actions becomes essential part of many different practical applications such as smart video-surveillance, patient and elderly people monitoring, health care as well as human-robot interaction. However, the requirements of a large spatial information and a large number of frames for each recognition phase are still open challenges. Aiming at reducing the number frames and joint information required, temporal foot-lift features were introduced in this study. The temporal foot-lift features and weighted KNN classifier were used to recognize “Walking” and “Running” actions from four different human action datasets. Half of the datasets were trained and the other half of datasets were experimentally tested for performance evaluation. The experimental results were presented and explained with justifications. An overall recognition accuracy of 88.6% was achieved using 5 frames and it was 90.7% when using 7 frames. The performance of proposed method was compared with the performances of existing methods. Skeleton joint information and temporal foot-lift features are promising features for real-time human moving action recognition.
Resumo
O reconhecimento de ações humanas de caminhada e corrida tornou-se uma parte essencial de diversas aplicações práticas, como videovigilância inteligente, monitoramento de pacientes e idosos, cuidados com a saúde, bem como interação humano-robô. No entanto, a necessidade de uma grande quantidade de informação espacial e de um elevado número de quadros para cada fase de reconhecimento ainda representa um desafio em aberto. Com o objetivo de reduzir o número de quadros e de informações das articulações necessárias, foram introduzidas neste estudo características temporais de elevação dos pés. As características temporais de elevação dos pés e um classificador KNN ponderado foram utilizados para reconhecer as ações de caminhada ("Walking") e corrida ("Running") em quatro diferentes conjuntos de dados de ações humanas. Metade dos conjuntos de dados foi utilizada para treinar o modelo, enquanto a outra metade foi utilizada para testes experimentais de avaliação de desempenho. Os resultados experimentais foram apresentados e explicados com as devidas justificativas. Foi obtida uma acurácia global de reconhecimento de 88,6% utilizando 5 quadros e de 90,7% utilizando 7 quadros. O desempenho do método proposto foi comparado com o desempenho de métodos existentes. As informações das articulações do esqueleto e as características temporais de elevação dos pés constituem características promissoras para o reconhecimento em tempo real de ações de movimento humano.
Keywords: Moving action recognition; Skeleton joint data; Foot-lift feature; Smart surveillance system; Human action
Palavras-chave: Reconhecimento de ações humanas; Dados das articulações do esqueleto; Características de elevação dos pés; Sistema inteligente de videovigilância; Ação humana
How to Cite: Tun, K. C., Tun, H. M., Win, L. L. Y., & Win, K. K. K. (2024). Recognition human walking and running actions using temporal foot-lift features. Innovation in Engineering, 1(1), 1–20. https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.1
Enhancing the performance of V Rossi wheels for motorcycles through finite element analysis using Solidworks
Melhoria do desempenho das rodas V Rossi para motocicletas por meio da análise por elementos finitos utilizando Solidworks
Fathony Arifin, Farid R. Vafazov
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
Panfilov Kazakh-Russian Specialized School-Lyceum, Kazakhstan
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.3
Abstract
Enhancing motorcycle wheel performance has significant implications for rider stability, maneuverability, and comfort. In this context, finite element analysis has emerged as a crucial method for understanding and enhancing wheel performance. This study aims to delve into the potential of utilizing Solidworks to elevate the performance of V Rossi motorcycle wheels. By blending contemporary engineering principles with advanced simulation technology, the research presents a structural analysis and response of V Rossi wheels to various load conditions. Through innovative design and the integration of Solidworks Simulation, the study seeks to provide profound insights into the motorcycle industry. Solidworks proficiently calculates strain and stress on motorcycle wheel rims, facilitating numeric computation and streamlined design processes. Additionally, Solidworks adeptly handles scaling and meshing while accurately determining the strain and stress required for the wheel rims. The V Rossi wheels are ideally suited for contemporary usage with the ever-evolving modern landscape and the current millennial era.
Resumo
A melhoria do desempenho das rodas de motocicletas tem implicações significativas para a estabilidade, a manobrabilidade e o conforto do condutor. Nesse contexto, a análise por elementos finitos tem se consolidado como um método essencial para compreender e aprimorar o desempenho das rodas. Este estudo tem como objetivo investigar o potencial da utilização do Solidworks para melhorar o desempenho das rodas V Rossi para motocicletas. Ao combinar princípios contemporâneos de engenharia com tecnologia avançada de simulação, a pesquisa apresenta uma análise estrutural e a resposta das rodas V Rossi sob diferentes condições de carregamento. Por meio de um projeto inovador e da integração do Solidworks Simulation, o estudo busca fornecer conhecimentos relevantes para a indústria de motocicletas. O Solidworks calcula com precisão a deformação (strain) e a tensão (stress) nos aros das rodas de motocicletas, facilitando os cálculos numéricos e a otimização do processo de projeto. Além disso, o Solidworks realiza de forma eficiente o escalonamento e a geração de malhas, determinando com precisão a deformação (strain) e a tensão (stress) necessárias para os aros das rodas. As rodas V Rossi são adequadas para o uso contemporâneo, acompanhando a constante evolução do cenário moderno e as demandas da atual geração millennial.
Keywords: V Rossi wheel; Motorcycle; Finite element analysis; Solidworks; Wheel performance; Stress; Strain
Palavras-chave: Roda V Rossi; Motocicleta; Análise por elementos finitos; Solidworks; Desempenho da roda; Tensão; Deformação
How to Cite: Arifin, F., & Vafazov, F. R. (2024). Enhancing the performance of V Rossi wheels for motorcycles through finite element analysis using Solidworks. Innovation in Engineering, 1(1), 21–30. https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.3
Hitting the material rail: An exploration of the comparison between Alloy Steel and AISI 1020
Impacto na seleção do material para trilhos ferroviários: uma exploração comparativa entre o aço-liga e o AISI 1020
Rendy Satriawan, Zhazira A. Baltabekova
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
Institute of Metallurgy and Ore Beneficiation JSC, Satbayev University, Kazakhstan
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.4
Abstract
The rail track is a component that directly interfaces with the wheels. Generally, rail tracks serve as the foundation for trains, trams, and similar vehicles, bearing the friction and pressure from the wheels. Rail tracks have the potential for cracking and breaking due to various loads. Many studies have investigated the factors causing rail track fractures. This article employs the Finite Element Analysis (FEA) method using Solidworks research license software. In this simulation, two rail tracks with different materials, AISI 1020 and Alloy Steel, are numerically studied using Solidworks software to determine the most effective material for mitigating the risk of rail track fractures. The fracture risk is then calculated based on the material's fracture strength. The simulation results indicate that the fracture risk of rail tracks using Alloy Steel is lower than that of AISI 1020, thus recommending Alloy Steel as the more suitable material for rail tracks.
Resumo
O trilho ferroviário é um componente que interage diretamente com as rodas. Em geral, os trilhos servem como base para trens, bondes e veículos semelhantes, suportando o atrito e a pressão exercidos pelas rodas. Os trilhos ferroviários apresentam potencial para trincas e fraturas devido às diversas cargas às quais estão submetidos. Diversos estudos investigaram os fatores que causam fraturas nos trilhos ferroviários. Este artigo emprega o método de Análise por Elementos Finitos (Finite Element Analysis – FEA) utilizando o software Solidworks com licença de pesquisa. Nesta simulação, dois trilhos ferroviários fabricados com materiais diferentes, AISI 1020 e aço-liga (Alloy Steel), foram analisados numericamente utilizando o software Solidworks para determinar o material mais eficaz na mitigação do risco de fratura dos trilhos. O risco de fratura foi então calculado com base na resistência à fratura do material. Os resultados da simulação indicam que o risco de fratura dos trilhos fabricados com aço-liga é inferior ao dos trilhos em AISI 1020, recomendando, assim, o aço-liga como o material mais adequado para trilhos ferroviários.
Keywords: Train; Railways; Finite element analysis; Material; Fracture risk
Palavras-chave: Trem; Ferrovias; Análise por elementos finitos; Material; Risco de fratura
How to Cite: Satriawan, R., & Baltabekova, Z. A. (2024). Hitting the material rail: An exploration of the comparison between Alloy Steel and AISI 1020. Innovation in Engineering, 1(1), 31–38. https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.4
Optimization of car crankshaft strength with ductile iron material through Solidworks simulation
Otimização da resistência do virabrequim automotivo com material de ferro fundido nodular por meio de simulação no Solidworks
Kimal Al Ghifari
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.5
Abstract
This study aims to provide crucial insights into the performance of crankshaft designs under various loads and operational conditions. The method employed in this research is finite element analysis, facilitated by SolidWorks software, utilizing Ductile Iron material. Crankshafts crafted from ductile Iron are typically employed in vehicle engines due to their commendable mechanical properties and cost efficiency. The force exerted by the piston on the crankshaft generally ranges from 4500 N to 7500 N. The Factor of Safety within the crankshaft denotes the ratio between its material strength and the maximum stress it experiences during operation. The findings of this research indicate that the highest recorded maximum von Mises stress utilizing ductile iron material is 4.658 MPa, with a corresponding Factor of Safety in the crankshaft of 118.4. Consequently, the resilience of ductile iron crankshafts under varying loads and operational conditions can be ensured through meticulous analysis of crankshaft geometry.
Resumo
Este estudo tem como objetivo fornecer informações essenciais sobre o desempenho de projetos de virabrequins sob diferentes cargas e condições operacionais. O método empregado nesta pesquisa é a Análise por Elementos Finitos (Finite Element Analysis – FEA), realizada com o auxílio do software Solidworks, utilizando o material ferro fundido nodular (Ductile Iron). Os virabrequins fabricados em ferro fundido nodular são amplamente utilizados em motores de veículos devido às suas excelentes propriedades mecânicas e à sua eficiência de custo. A força exercida pelo pistão sobre o virabrequim varia, em geral, entre 4500 N e 7500 N. O Fator de Segurança (Factor of Safety) do virabrequim representa a relação entre a resistência do material e a tensão máxima à qual ele é submetido durante a operação. Os resultados desta pesquisa indicam que a tensão máxima de von Mises registrada utilizando ferro fundido nodular foi de 4,658 MPa, com um Fator de Segurança correspondente de 118,4. Consequentemente, a resistência dos virabrequins de ferro fundido nodular sob diferentes cargas e condições operacionais pode ser assegurada por meio de uma análise detalhada da geometria do virabrequim.
Keywords: Finite Element Analysis; Crankshaft; Ductile Iron; Simulation
Palavras-chave: Análise por elementos finitos; Virabrequim; Ferro fundido nodular; Simulação
How to Cite: Ghifari, K. A. (2024). Optimization of car crankshaft strength with ductile iron material through Solidworks simulation. Innovation in Engineering, 1(1), 39–49. https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.5
Revitalizing vehicle innovation: Exploring electric car chassis structures through finite element analysis
Revitalizando a inovação veicular: explorando estruturas de chassis para automóveis elétricos por meio da análise por elementos finitos
Hafidz Dwi Anggara
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.6
Abstract
The increasing number of motor vehicles contributes significantly to air pollution, resulting in global environmental degradation due to CO2 emissions. Electric cars offer an environmentally friendly solution to this issue. Vehicle chassis plays a critical role as the support structure for various components. This study aims to design an optimal electric vehicle chassis considering weight, safety, and strength aspects, utilizing von Mises stress analysis to assess stress levels and safety factors. The research focuses on determining the chassis' safety factor and stress distribution, employing alloy steel material and subjecting it to a 5000 N force using finite element analysis (FEA). Analysis results show von Mises stress ranging from 0.002 N/mm2 to 167.549 N/mm2, displacement ranging from 0.000 mm to 1.812 mm, strain ranging from 0.000 to 0.0001, and safety factors ranging from 2.327 to 371,181.531. Consequently, overall simulation on the chassis is targeted to run optimally, which fulfills the objectives of this research.
Resumo
O número crescente de veículos automotores contribui significativamente para a poluição do ar, resultando na degradação ambiental global devido às emissões de CO2. Os automóveis elétricos oferecem uma solução ambientalmente sustentável para esse problema. O chassi do veículo desempenha um papel fundamental como estrutura de suporte para diversos componentes. Este estudo tem como objetivo projetar um chassi otimizado para veículos elétricos, considerando aspectos de peso, segurança e resistência, utilizando a análise de tensões de von Mises para avaliar os níveis de tensão e os fatores de segurança. A pesquisa concentra-se na determinação do fator de segurança e da distribuição de tensões do chassi, empregando aço-liga (Alloy Steel) como material e submetendo a estrutura a uma força de 5000 N por meio da Análise por Elementos Finitos (Finite Element Analysis – FEA). Os resultados da análise mostram tensões de von Mises variando de 0,002 N/mm² a 167,549 N/mm², deslocamentos entre 0,000 mm e 1,812 mm, deformações variando de 0,000 a 0,0001 e fatores de segurança entre 2,327 e 371.181,531. Consequentemente, a simulação global do chassi apresentou desempenho satisfatório, atendendo aos objetivos estabelecidos nesta pesquisa.
Keywords: Vehicle frame; Electrical vehicle; Green car; Transportation
Palavras-chave: Estrutura do veículo; Veículo elétrico; Automóvel ecológico; Transporte
How to Cite: Anggara, H. D. (2024). Revitalizing vehicle innovation: Exploring electric car chassis structures through finite element analysis. Innovation in Engineering, 1(1), 50–59. https://doi.org/10.58712/ie.v1i1.6
An Analytical Hierarchy Process (AHP) Approach to Road Maintenance Prioritization: A Case Study in Shan State, Myanmar
Uma abordagem do Processo Analítico Hierárquico (AHP) para a priorização da manutenção de rodovias: um estudo de caso no Estado de Shan, Myanmar
Nandar Tun, Kyaing Kyaing, Moe Thet Thet Aye
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.9
Abstract
Maintaining rural roads plays an important role in the development of society and economy in Shan State, Myanmar. This study aims to prioritize road maintenance by employing the Analytical Hierarchy Process (AHP). There are four types of pavement distress: roughness, raveling, potholes, edge failure, and bleeding. Data collection was conducted and analyzed in ten rural roads by using an Excel-based tool to evaluate the AHP analysis. The findings significantly discussed awareness of road conditions and pavement maintenance requirements, and R4 had the highest level of priority to maintain. The study also compared the Pavement Condition Index (PCI) method with AHP results, highlighting acceptance and differences. Significant differences were noted for others due to the comprehensive nature of AHP when both methods ranked R5 and R6 typically within the top three. This research provides a systematic and transparent approach for prioritizing road maintenance, enhancing resource optimization and decision-making. Both AHP and PCI methods are integrated, and a comprehensive way is recommended to ensure thorough assessment and optimal use of resources to plan road maintenance. The study also contributes to improving the sustainability and performance of the rural road network, supporting broader economic and social goals in Shan State, Myanmar.
Resumo
A manutenção das estradas rurais desempenha um papel importante no desenvolvimento social e econômico do Estado de Shan, em Myanmar. Este estudo tem como objetivo priorizar a manutenção de rodovias por meio da aplicação do Processo Analítico Hierárquico (Analytical Hierarchy Process – AHP). Foram considerados cinco tipos de defeitos no pavimento: irregularidade superficial (roughness), desagregação superficial (raveling), buracos (potholes), falha nas bordas (edge failure) e exsudação (bleeding). A coleta e a análise dos dados foram realizadas em dez estradas rurais utilizando uma ferramenta baseada no Microsoft Excel para avaliar a análise AHP. Os resultados evidenciaram a importância da conscientização sobre as condições das rodovias e os requisitos de manutenção do pavimento, indicando que a estrada R4 apresentou o maior nível de prioridade para manutenção. O estudo também comparou o método do Índice de Condição do Pavimento (Pavement Condition Index – PCI) com os resultados do AHP, destacando suas convergências e diferenças. Diferenças significativas foram observadas em outros casos devido à natureza mais abrangente do AHP, embora ambos os métodos tenham classificado as estradas R5 e R6 entre as três prioridades mais elevadas. Esta pesquisa fornece uma abordagem sistemática e transparente para a priorização da manutenção rodoviária, contribuindo para a otimização dos recursos e para a tomada de decisões. Recomenda-se a integração dos métodos AHP e PCI como uma abordagem abrangente para garantir avaliações mais completas e a utilização otimizada dos recursos no planejamento da manutenção de rodovias. O estudo também contribui para melhorar a sustentabilidade e o desempenho da rede de estradas rurais, apoiando objetivos econômicos e sociais mais amplos no Estado de Shan, Myanmar.
Keywords: Road maintenance; Analytical Hierarchy Process; Pavement Condition Index; Rural roads; Pavement management
Palavras-chave: Manutenção de rodovias; Processo Analítico Hierárquico; Índice de Condição do Pavimento; Estradas rurais; Gestão de pavimentos
How to Cite: Tun, N., Kyaing, K., & Aye, M. T. T. (2024). An Analytical Hierarchy Process (AHP) Approach to Road Maintenance Prioritization: A Case Study in Shan State, Myanmar. Innovation in Engineering, 1(2), 60–72. https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.9
Static analysis of boiler feed pump shaft in steam power plants: Enhancing durability and operational efficiency
Análise estática do eixo da bomba de alimentação de caldeira em usinas termelétricas: aumentando a durabilidade e a eficiência operacional
Muhammad Athar Altarisi, Rifelino Rifelino, Delima Yanti Sari, Wanda Afnison
Department of Mechanical Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.8
Abstract
Centrifugal pumps are commonly used in industrial and domestic sectors to transport fluids by increasing their flow rate to a specific pressure. One type of centrifugal pump, the Boiler Feed Pump (BFP), plays a crucial role in steam power plants. Designed for continuous operation, BFP shafts are prone to wear and failure due to extreme operational conditions. This study employs computer-aided simulation using SolidWorks software to analyze von Mises stress, displacement, strain, and safety factors of BFP shafts with three material variations: AISI 4140, AISI 316, and AISI 304. The results indicate that AISI 4140 material exhibits the highest safety factor of 2.7 and the lowest displacement of 0.453 mm. Fatigue simulation also shows that AISI 4140 has the lowest damage percentage and the highest fatigue life. These findings suggest that AISI 4140 is the optimal material choice to enhance the durability and efficiency of shafts in applications requiring high reliability, such as BFPs in steam power plants.
Resumo
As bombas centrífugas são amplamente utilizadas nos setores industrial e doméstico para transportar fluidos, aumentando sua vazão até uma pressão específica. Um tipo de bomba centrífuga, a Bomba de Alimentação de Caldeira (Boiler Feed Pump – BFP), desempenha um papel fundamental nas usinas termelétricas. Projetados para operação contínua, os eixos das BFPs estão sujeitos ao desgaste e à falha devido às condições operacionais extremas. Este estudo emprega simulação assistida por computador utilizando o software SolidWorks para analisar a tensão de von Mises, o deslocamento, a deformação e os fatores de segurança dos eixos de BFP com três variações de materiais: AISI 4140, AISI 316 e AISI 304. Os resultados indicam que o material AISI 4140 apresenta o maior fator de segurança, igual a 2,7, e o menor deslocamento, de 0,453 mm. A simulação de fadiga também demonstra que o AISI 4140 possui o menor percentual de dano e a maior vida em fadiga. Esses resultados sugerem que o AISI 4140 é a escolha ideal de material para aumentar a durabilidade e a eficiência dos eixos em aplicações que exigem alta confiabilidade, como as Bombas de Alimentação de Caldeira em usinas termelétricas.
Keywords: Centrifugal pump; Boiler feed pump; Computer-aided engineering simulation; Material fatigue; Safety factor
Palavras-chave: Bomba centrífuga; Bomba de alimentação de caldeira; Simulação de engenharia assistida por computador; Fadiga do material; Fator de segurança
How to Cite: Altarisi, M. A., Rifelino, R., Sari, D. Y., & Afnison, W. (2024). Static analysis of boiler feed pump shaft in steam power plants: Enhancing durability and operational efficiency. Innovation in Engineering, 1(2), 73–95. https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.8
Experimental evaluation of damage state and failure propagation of infilled frames under the opening effect
Avaliação experimental do estado de dano e da propagação da falha em pórticos com alvenaria de preenchimento sob o efeito de aberturas
Hsunandar Htun, Khin Su Su Htwe
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.11
Abstract
In this study, four frame specimens were tested: two with concentric window and door openings in the infills, and two with eccentric window and door openings. The serviceability limit of the infilled state was determined by evaluating the structural behaviour of infilled reinforced concrete frames with openings. The results indicate that frames with centrally located openings exhibit a reduction in lateral load capacity. The damage characteristics are influenced more by the location of the opening than by its percentage. When the opening is positioned closer to the edge of the masonry panel, the structural performance improves. Initial cracking occurs at a lateral drift of 0.2%, while crushing of the masonry panel occurs at approximately 2%. In frames with centrally located openings, the segment near the loaded column is more prone to damage, whereas the segment farther from the loaded column shows increased vulnerability.
Resumo
Neste estudo, foram testados quatro espécimes de pórticos: dois com aberturas concêntricas para janelas e portas nas alvenarias de preenchimento e dois com aberturas excêntricas para janelas e portas. O limite de serviço da condição com alvenaria de preenchimento foi determinado por meio da avaliação do comportamento estrutural de pórticos de concreto armado com alvenaria de preenchimento contendo aberturas. Os resultados indicam que os pórticos com aberturas localizadas centralmente apresentam redução na capacidade de carga lateral. As características dos danos são mais influenciadas pela localização da abertura do que por sua porcentagem. Quando a abertura é posicionada mais próxima da borda do painel de alvenaria, o desempenho estrutural melhora. A fissuração inicial ocorre com uma deriva lateral de 0,2%, enquanto o esmagamento do painel de alvenaria ocorre em aproximadamente 2%. Nos pórticos com aberturas localizadas centralmente, o segmento próximo à coluna carregada apresenta maior propensão a danos, enquanto o segmento mais distante da coluna carregada demonstra maior vulnerabilidade.
Keywords: Concentric; Eccentric; Damage characteristic; Lateral drift
Palavras-chave: Concêntrico; Excêntrico; Características de dano; Deriva lateral
How to Cite: Htun, H., & Htwe, K. S. S. (2024). Experimental evaluation of damage state and failure propagation of infilled frames under the opening effect. Innovation in Engineering, 1(2), 96–109. https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.11
Inflow generation using Thomas-Fiering model for Thaphanseik Reservoir in Myanmar
Geração de afluência utilizando o modelo Thomas-Fiering para o Reservatório Thaphanseik em Myanmar
Yin Nwe Latt, Win Win Zin, Zin Mar Lar Tin San
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.14
Abstract
Thomas-Fiering (T-F) model was applied for generating synthetic streamflow for the Thaphanseik reservoir. The Thomas-Fiering model accommodated the non-stationarity of seasonal data. Time series of streamflow are crucial for the planning, design, and management of various water resource systems. In this study, the model was tested using historical data spanning 39 years (from 1985 to 2023). The model’s performance was evaluated by using statistical measurements such as Coefficient of Determination (R²) and Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE). Additionally, this model was utilized to generate synthetic streamflow data for the years 2024 to 2100. The logarithmic transformation method was used in order to avoid the negative flows in the synthetic data. In this study, synthesis flow data were generated using different random sequences. The mean, standard deviation and correlation coefficient of different synthetic series were calculated. The calibration process was performed for the periods 1985 to 2016 and validation process was performed for the years 2017 to 2023. Based on R² value, most suitable synthetic series were chosen. The generated data showed a high goodness of fit, with R² and NSE values. An analysis of the historical and synthetic discharge statistics revealed that the model successfully captured the features of the historical data and integrated them into the generated sequences.
Resumo
O modelo Thomas-Fiering (T-F) foi aplicado para gerar séries sintéticas de vazão afluente para o Reservatório Thaphanseik. O modelo Thomas-Fiering é capaz de considerar a não estacionaridade dos dados sazonais. As séries temporais de vazão são fundamentais para o planejamento, o projeto e a gestão de diversos sistemas de recursos hídricos. Neste estudo, o modelo foi testado utilizando dados históricos abrangendo um período de 39 anos (de 1985 a 2023). O desempenho do modelo foi avaliado por meio de medidas estatísticas, como o Coeficiente de Determinação (R²) e a Eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE). Além disso, o modelo foi utilizado para gerar séries sintéticas de vazão para o período de 2024 a 2100. O método de transformação logarítmica foi empregado para evitar valores negativos de vazão nos dados sintéticos. Neste estudo, as séries sintéticas de vazão foram geradas utilizando diferentes sequências aleatórias. Foram calculados a média, o desvio padrão e o coeficiente de correlação das diferentes séries sintéticas. O processo de calibração foi realizado para o período de 1985 a 2016, enquanto a validação foi conduzida para o período de 2017 a 2023. Com base nos valores de R², foram selecionadas as séries sintéticas mais adequadas. Os dados gerados apresentaram elevado grau de ajuste, evidenciado pelos valores de R² e NSE. A análise das estatísticas das vazões históricas e sintéticas revelou que o modelo conseguiu representar com sucesso as características dos dados históricos e incorporá-las às séries geradas.
Keywords: Streamflow; Thomas-Fiering model; Synthetic; Thaphanseik reservoir
Palavras-chave: Vazão; Modelo Thomas-Fiering; Série sintética; Reservatório Thaphanseik
How to Cite: Latt, Y. N., Zin, W. W., & San, Z. M. L. T. (2024). Inflow generation using Thomas-Fiering model for Thaphanseik Reservoir in Myanmar. Innovation in Engineering, 1(2), 110–124. https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.14
Exploring how 3D printing parameters affect the flexural strength of ABS materials
Explorando como os parâmetros da impressão 3D afetam a resistência à flexão de materiais ABS
Diki Anggara, Rifelino Rifelino, Zainal Abadi, Andril Arafat
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Negeri Padang, Indonesia
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.16
Abstract
This research focuses on testing the flexural strength of Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) materials used in 3D printing by the Fused Deposition Modeling (FDM) method. The objective of this study was to evaluate the mechanical strength of ABS using a full factorial experimental design, applying three main factors such as layer height, infill density and infill pattern. Flexural testing was conducted following ASTM D790 standards. A total of 27 specimens were made by varying the layer height, infill density and infill pattern. The results showed that layer height was the most influential factor on flexural strength, with the highest value of 41.815 MPa at 0.2 mm layer height, 100% infill density, and line infill pattern. ANOVA analysis supported this conclusion with p values <0.05 for layer height, while infill pattern and infill density showed no significant effect. This study provides guidelines for the use of optimal parameters in ABS-based 3D printing processes.
Resumo
Esta pesquisa concentra-se na avaliação da resistência à flexão de materiais de Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) utilizados na impressão 3D pelo método de Modelagem por Deposição Fundida (Fused Deposition Modeling – FDM). O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência mecânica do ABS utilizando um delineamento experimental fatorial completo, considerando três fatores principais: altura da camada (layer height), densidade de preenchimento (infill density) e padrão de preenchimento (infill pattern). Os ensaios de flexão foram realizados de acordo com a norma ASTM D790. Um total de 27 corpos de prova foi produzido variando-se a altura da camada, a densidade de preenchimento e o padrão de preenchimento. Os resultados mostraram que a altura da camada foi o fator de maior influência na resistência à flexão, com o maior valor de 41,815 MPa obtido para altura de camada de 0,2 mm, densidade de preenchimento de 100% e padrão de preenchimento em linha (line). A análise de variância (ANOVA) confirmou essa conclusão, apresentando valores de p < 0,05 para a altura da camada, enquanto o padrão de preenchimento e a densidade de preenchimento não apresentaram efeito significativo. Este estudo fornece diretrizes para a utilização de parâmetros ótimos em processos de impressão 3D baseados em ABS.
Keywords: Ultimaker Cura Software; Future manufacture; STL; g-code
Palavras-chave: Software Ultimaker Cura; Manufatura do futuro; STL; G-code
How to Cite: Anggara, D., Rifelino, R., Abadi, Z., & Arafat, A. (2024). Exploring how 3D printing parameters affect the flexural strength of ABS materials. Innovation in Engineering, 1(2), 125–133. https://doi.org/10.58712/ie.v1i2.16
Integrated decision-making strategies for expressway maintenance prioritization: Data-driven scoring, rule-based, and AHP approach
Estratégias integradas de tomada de decisão para a priorização da manutenção de vias expressas: abordagem baseada em pontuação orientada por dados, regras e Processo Analítico Hierárquico (AHP)
Nan Htike Yee Mon, Kyaing Kyaing, Moe Thet Thet Aye
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
Department of Civil Engineering, Dawei Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.17
Abstract
Effective expressway maintenance is crucial for enhancing safety and optimizing resource utilization. The interplay of safety risks, pavement deterioration, and constrained budgets underscores the necessity for a robust decision-making framework. This study introduces an integrated approach combining a data-driven scoring method, an Analytic Hierarchy Process (AHP), and a rule-based strategy to prioritize maintenance activities systematically. The scoring method evaluates critical factors, including Pavement Condition Rating (PCR), Accident Density (AD), Weighted Accident Severity Index (WASI), critical horizontal curves, projected traffic volumes, village access points, and annual rainfall. A rule-based strategy identifies high-priority segments using cumulative ratings derived from the Pavement Condition Index (PCI), International Roughness Index (IRI), Present Serviceability Index (PSI), and Present Serviceability Rating (PSR). AHP further refines prioritization by assigning weights to pavement distress types based on regression analyses. When applied to eight expressway sections, the framework identified Yangon-Phyu and Phyu-Naypyitaw as critical due to elevated safety risks and significant pavement deterioration. The most deteriorated units received top priority among the 130 pavement sample units analyzed. This research underscores the importance of data-driven maintenance strategies to prolong pavement lifespan, reduce accident rates, and enhance operational efficiency, providing actionable insights for engineers and policymakers engaged in sustainable expressway infrastructure management.
Resumo
A manutenção eficaz de vias expressas é essencial para aumentar a segurança e otimizar a utilização dos recursos. A interação entre os riscos à segurança, a deterioração do pavimento e as restrições orçamentárias evidencia a necessidade de um modelo robusto de tomada de decisão. Este estudo apresenta uma abordagem integrada que combina um método de pontuação orientado por dados, o Processo Analítico Hierárquico (Analytic Hierarchy Process – AHP) e uma estratégia baseada em regras para priorizar sistematicamente as atividades de manutenção. O método de pontuação avalia fatores críticos, incluindo o Índice de Condição do Pavimento (Pavement Condition Rating – PCR), a Densidade de Acidentes (Accident Density – AD), o Índice Ponderado de Gravidade dos Acidentes (Weighted Accident Severity Index – WASI), curvas horizontais críticas, volumes de tráfego projetados, pontos de acesso a vilarejos e precipitação anual. A estratégia baseada em regras identifica os segmentos de maior prioridade utilizando classificações cumulativas derivadas do Índice de Condição do Pavimento (Pavement Condition Index – PCI), do Índice Internacional de Irregularidade (International Roughness Index – IRI), do Índice de Serventia Atual (Present Serviceability Index – PSI) e da Classificação de Serventia Atual (Present Serviceability Rating – PSR). O AHP aprimora ainda mais a priorização ao atribuir pesos aos diferentes tipos de deterioração do pavimento com base em análises de regressão. Quando aplicado a oito trechos de vias expressas, o modelo identificou os segmentos Yangon–Phyu e Phyu–Naypyitaw como os mais críticos devido aos elevados riscos de segurança e à significativa deterioração do pavimento. As unidades de pavimento mais deterioradas receberam a maior prioridade entre as 130 unidades amostrais analisadas. Esta pesquisa destaca a importância de estratégias de manutenção orientadas por dados para prolongar a vida útil do pavimento, reduzir as taxas de acidentes e aumentar a eficiência operacional, fornecendo subsídios práticos para engenheiros e formuladores de políticas envolvidos na gestão sustentável da infraestrutura de vias expressas.
Keywords: Robust decision-making; Expressway maintenance; Integrated scoring; Rule-based approach; Analytic hierarchy process
Palavras-chave: Tomada de decisão robusta; Manutenção de vias expressas; Pontuação integrada; Abordagem baseada em regras; Processo Analítico Hierárquico
How to Cite: Mon, N. H. Y., Kyaing, K., & Aye, M. T. T. (2025). Integrated decision-making strategies for expressway maintenance prioritization: Data-driven scoring, rule-based, and AHP approach. Innovation in Engineering, 2(1), 1–15. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.17
Seismic risk assessment of existing RC structures using fragility-based approach
Avaliação do risco sísmico de estruturas existentes de concreto armado utilizando uma abordagem baseada em curvas de fragilidade
Cho Wai Phyo Kyaw, Khin Aye Mon
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.20
Abstract
This study investigates the seismic performance of two groups of existing reinforced concrete (RC) buildings: those designed and constructed according to older standards (pre-code RC buildings) and those designed and constructed in accordance with current seismic code requirements (moderate-code RC buildings). Recognizing the potential seismic vulnerability of these structures, this research aims to develop fragility curves to probabilistically assess their seismic performance. Non-linear time history analysis (NTHA) and incremental dynamic analysis (IDA) are employed, considering inter-story drift ratios (%ISDR) as key engineering demand parameters. These parameters are employed to link structural response to ground motion intensities (PGA) across various hazard levels, including Service Level Earthquake (SLE), Design Basic Earthquake (DBE), and Maximum Considered Earthquake (MCE). Eleven sets of ground motions, selected from the PEER database and matched to the Yangon target response spectrum, are used to simulate seismic loading. A representative 12-story RC frame with two plan aspect ratios is analyzed, considering material and geometric non-linearities. Five performance limit states (Fully Operational, Immediate Occupancy, Damage Control, Life Safety, and Collapse Prevention) are defined based on FEMA 356. The developed fragility curves provide valuable insights into the seismic vulnerability of existing RC structures, informing the development of effective seismic risk-mitigating strategies and enhancing the resilience of urban areas.
Resumo
Este estudo investiga o desempenho sísmico de dois grupos de edifícios existentes de concreto armado (RC): aqueles projetados e construídos de acordo com normas antigas (edifícios RC pré-norma) e aqueles projetados e construídos em conformidade com os requisitos dos atuais códigos sísmicos (edifícios RC de norma moderada). Reconhecendo a potencial vulnerabilidade sísmica dessas estruturas, esta pesquisa tem como objetivo desenvolver curvas de fragilidade para avaliar probabilisticamente seu desempenho sísmico. São empregadas a Análise Não Linear no Domínio do Tempo (Non-linear Time History Analysis – NTHA) e a Análise Dinâmica Incremental (Incremental Dynamic Analysis – IDA), considerando as razões de deriva entre pavimentos (%ISDR) como os principais parâmetros de demanda de engenharia. Esses parâmetros são utilizados para relacionar a resposta estrutural às intensidades do movimento do solo (PGA) em diferentes níveis de perigo sísmico, incluindo o Sismo de Nível de Serviço (Service Level Earthquake – SLE), o Sismo Básico de Projeto (Design Basic Earthquake – DBE) e o Sismo Máximo Considerado (Maximum Considered Earthquake – MCE). Foram utilizados onze conjuntos de registros de movimento do solo, selecionados da base de dados PEER e ajustados ao espectro de resposta-alvo de Yangon, para simular o carregamento sísmico. Foi analisado um pórtico representativo de concreto armado com 12 pavimentos e duas relações de aspecto em planta, considerando as não linearidades dos materiais e da geometria. Cinco estados-limite de desempenho (Totalmente Operacional, Ocupação Imediata, Controle de Danos, Segurança à Vida e Prevenção de Colapso) foram definidos com base na FEMA 356. As curvas de fragilidade desenvolvidas fornecem informações valiosas sobre a vulnerabilidade sísmica das estruturas existentes de concreto armado, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias eficazes de mitigação do risco sísmico e para o aumento da resiliência das áreas urbanas.
Keywords: Non-linear time history analysis; Incremental dynamic analysis; Percent inter-story drift ratios; Peak ground acceleration; Fragility curves
Palavras-chave: Análise não linear no domínio do tempo; Análise dinâmica incremental; Razão percentual de deriva entre pavimentos; Aceleração máxima do solo; Curvas de fragilidade
How to Cite: Kyaw, C. W. P., & Mon, K. A. (2025). Seismic risk assessment of existing RC structures using fragility-based approach. Innovation in Engineering, 2(1), 16–30. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.20
Stabilization of lateritic soil using cement and lime for road construction
Estabilização de solo laterítico utilizando cimento e cal para construção de rodovias
Htet Okkar Kyaw, Nyan Myint Kyaw
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.18
Abstract
In developing countries, crushed rocks are mainly used in road subbase and base courses for road construction. As a result of extremely high fuel prices and lengthy travel times, particularly from Mokepalin, which is 92 miles from Yangon, the exorbitant costs of crushed rock aggregates for road building in Myanmar have therefore become a major concern. Due to energy consumption and carbon emissions, this dependence on remote sources results in increased building costs, project delays, and environmental destruction. In Yangon, local marginal materials (lateritic soil) are also available in Hmawbi, Hlegu, Taikkyi and Twantay townships. According to the engineering properties of soil in term of CBR, Hmawbi lateritic soil is nearly the same as the Mokepalin. Therefore, lateritic soil from Hmawbi was selected as a case study material for this research in order to reduce costs and to be more economical. To evaluate the engineering properties of soil, laboratory tests including sieve analysis, Atterberg limits, UCS, compaction, and CBR testing were carried out. The purpose of this paper is to stabilize lateritic soils for possible use as materials for road sub base and base to substitute crushed rocks. Results showed that 2% of cement and lime content met subbase course for Unconfined Compressive Strength (UCS) values of 0.75 MPa and 1.75 MPa according to Joint Departments of the Army and Air Force and 16% of cement satisfied for road base course for UCS value of 5.36 MPa. The use soil lime mixture was found to be unsuitable for road base course. Cement stabilized lateritic soil proved to be stronger, durable and better than soil lime mixture for road construction.
Resumo
Nos países em desenvolvimento, as rochas britadas são amplamente utilizadas nas camadas de sub-base e base de rodovias. Entretanto, devido aos elevados preços dos combustíveis e às longas distâncias de transporte, especialmente a partir de Mokepalin, localizada a 92 milhas de Yangon, o alto custo dos agregados de rocha britada tornou-se uma preocupação significativa para a construção de rodovias em Myanmar. Em razão do elevado consumo de energia e das emissões de carbono, essa dependência de fontes distantes resulta em aumento dos custos de construção, atrasos nos projetos e impactos ambientais. Na região de Yangon, materiais locais de qualidade marginal, como solos lateríticos, estão disponíveis nos municípios de Hmawbi, Hlegu, Taikkyi e Twantay. De acordo com as propriedades geotécnicas do solo, em termos do Índice CBR, o solo laterítico de Hmawbi apresenta características semelhantes às do solo de Mokepalin. Dessa forma, o solo laterítico de Hmawbi foi selecionado como material de estudo de caso nesta pesquisa, visando reduzir custos e proporcionar uma alternativa mais econômica. Para avaliar as propriedades de engenharia do solo, foram realizados ensaios laboratoriais, incluindo análise granulométrica, limites de Atterberg, resistência à compressão simples (UCS), compactação e ensaio CBR. O objetivo deste estudo foi estabilizar solos lateríticos para possibilitar sua utilização como material para camadas de sub-base e base de rodovias em substituição às rochas britadas. Os resultados mostraram que a adição de 2% de cimento e cal atendeu aos requisitos para camadas de sub-base, apresentando valores de Resistência à Compressão Simples (Unconfined Compressive Strength – UCS) de 0,75 MPa e 1,75 MPa, conforme os critérios estabelecidos pelo Joint Departments of the Army and Air Force. Para camadas de base, a adição de 16% de cimento atendeu aos requisitos, alcançando um valor de UCS de 5,36 MPa. A mistura de solo e cal mostrou-se inadequada para utilização em camadas de base rodoviária. O solo laterítico estabilizado com cimento demonstrou ser mais resistente, mais durável e superior à mistura solo-cal para aplicações em construção de rodovias.
Keywords: Lateritic soil; CBR; UCS; Stabilization
Palavras-chave: Solo laterítico; CBR; UCS; Estabilização
How to Cite: Kyaw, H. O., & Kyaw, N. M. (2025). Stabilization of lateritic soil using cement and lime for road construction. Innovation in Engineering, 2(1), 31–43. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.18
Experimental study on damping properties of concretes under free vibration with different tyre wastes
Estudo experimental das propriedades de amortecimento de concretos sob vibração livre com diferentes resíduos de pneus
Cho Zin Win, Khin Su Su Htwe, Nyan Myint Kyaw
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.25
Abstract
Disposing of waste tires presents environmental challenges, making recycling into crumb rubber a sustainable solution, especially in developing countries. Moreover, concrete tends to be brittle, and incorporating crumb rubber enhances its energy absorption, which can help reduce the concrete’s brittleness. This study examines the effects of replacing fine aggregates with crumb rubber at 5% and 10% on concrete properties. Two types of crumb rubbers were used namely, low-quality and high-quality crumb rubber treated with CH3COOH solution. Results show that 5% crumb rubber improves compressive strength, and elastic modulus, while these properties decrease at 10% replacement. Free vibration tests using the logarithmic decrement method showed that higher rubber content increases the damping ratio, with 10% replacement yielding the best energy dissipation. Simulation using ANSYS Workbench validated the experimental findings, with natural frequencies and load-displacement behaviors closely matching experimental results. Using 5% crumb rubber enhances compressive strength, damping, and energy absorption, making concrete more versatile. This eco-friendly alternative supports sustainable construction while addressing tire waste disposal, highlighting its potential for dynamic load applications.
Resumo
O descarte de pneus usados representa um desafio ambiental, tornando sua reciclagem em borracha granulada (crumb rubber) uma solução sustentável, especialmente nos países em desenvolvimento. Além disso, o concreto tende a apresentar comportamento frágil, e a incorporação de borracha granulada aumenta sua capacidade de absorção de energia, contribuindo para reduzir essa fragilidade. Este estudo investiga os efeitos da substituição dos agregados miúdos por borracha granulada em proporções de 5% e 10% sobre as propriedades do concreto. Foram utilizados dois tipos de borracha granulada: uma de baixa qualidade e outra de alta qualidade tratada com solução de CH3COOH. Os resultados mostram que a substituição de 5% por borracha granulada melhora a resistência à compressão e o módulo de elasticidade, enquanto essas propriedades diminuem com a substituição de 10%. Os ensaios de vibração livre utilizando o método do decremento logarítmico demonstraram que o aumento do teor de borracha eleva a razão de amortecimento, sendo que a substituição de 10% proporcionou a melhor dissipação de energia. As simulações realizadas no ANSYS Workbench validaram os resultados experimentais, apresentando frequências naturais e comportamentos carga-deslocamento muito próximos aos observados experimentalmente. A utilização de 5% de borracha granulada melhora a resistência à compressão, o amortecimento e a absorção de energia, tornando o concreto mais versátil. Essa alternativa ambientalmente sustentável contribui para a construção sustentável ao mesmo tempo em que oferece uma solução para o descarte de pneus, destacando seu potencial para aplicações sujeitas a cargas dinâmicas.
Keywords: Waste tires; Crumb rubber; Concrete properties; Energy absorption; Eco-friendly
Palavras-chave: Pneus usados; Borracha granulada; Propriedades do concreto; Absorção de energia; Ecologicamente correto
How to Cite: Win, C. Z., Htwe, K. S. S., & Kyaw, N. M. (2025). Experimental study on damping properties of concretes under free vibration with different tyre wastes. Innovation in Engineering, 2(1), 44–56. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.25
Experimental study on strength reduction due to corrosion in reinforced concrete slabs with and without steel fibers
Estudo experimental sobre a redução da resistência devido à corrosão em lajes de concreto armado com e sem fibras de aço
Hnin Hnin Kyu, Khin Su Su Htwe
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.21
Abstract
Corrosion significantly affects deterioration in reinforced concrete structural members, severely compromising their strength and durability, especially in regions with heavy rainfall and exposure in coastal areas. Currently, steel fibers have been increasingly used in the construction industry because of their enhanced durability, crack resistance and overall structural performance and it’s been emphasized for more research. Moreover, most previous studies have focused on corrosion damage in reinforced concrete slabs and beams, further research is needed to study the behavior of corrosion in RC slabs with steel fibers and the proneness of steel fibers to corrosion. This study aims to experimentally evaluate the impact of corrosion on the flexural strength and durability of steel fiber-reinforced concrete (SFRC) slabs comparing with conventional reinforced concrete (RC) slabs. An accelerated corrosion process was applied using a 5% sodium chloride electrolyte solution and a 5V output over 240 days. Corrosion levels in the slabs were assessed by using the Cor-Map technique. The results indicated that SFRC slabs exhibited higher corrosion levels than conventional RC slabs, likely due to the increased exposed area from the distributed steel fibers. The results of experimental flexural strength tests showed that the percentage reduction in flexural strength of the SFRC slab was greater than that of the conventional RC slab after corrosion. Although SFRC slabs exhibited faster corrosion due to the presence of steel fibers, fiber corrosion did not contribute to the corrosion of main steel bars and these slabs performed better than conventional RC slabs in terms of flexural strength and crack resistance in both before and after corrosion. According to this experimental research, the behavior of steel fiber corrosion in RC slabs is well known, and it showed that steel fibers could be effectively used in RC slabs and these results provided a valuable reference for assessing the residual capacities of existing steel fibers reinforced concrete slabs affected by corrosion.
Resumo
A corrosão afeta significativamente a deterioração dos elementos estruturais de concreto armado, comprometendo severamente sua resistência e durabilidade, especialmente em regiões com elevados índices pluviométricos e em áreas costeiras. Atualmente, as fibras de aço têm sido cada vez mais utilizadas na indústria da construção devido à sua maior durabilidade, resistência à fissuração e melhor desempenho estrutural, destacando-se a necessidade de pesquisas adicionais sobre seu comportamento. Além disso, a maioria dos estudos anteriores concentrou-se nos danos causados pela corrosão em lajes e vigas de concreto armado, sendo necessárias investigações adicionais sobre o comportamento da corrosão em lajes de concreto armado com fibras de aço e sobre a suscetibilidade das fibras de aço à corrosão. Este estudo tem como objetivo avaliar experimentalmente o impacto da corrosão na resistência à flexão e na durabilidade de lajes de concreto reforçado com fibras de aço (Steel Fiber-Reinforced Concrete – SFRC), em comparação com lajes convencionais de concreto armado (Reinforced Concrete – RC). Um processo de corrosão acelerada foi aplicado utilizando uma solução eletrolítica de cloreto de sódio a 5% e uma tensão de saída de 5 V durante 240 dias. Os níveis de corrosão das lajes foram avaliados por meio da técnica Cor-Map. Os resultados indicaram que as lajes de SFRC apresentaram níveis de corrosão superiores aos das lajes convencionais de RC, provavelmente devido à maior área exposta proporcionada pela distribuição das fibras de aço. Os resultados dos ensaios experimentais de resistência à flexão mostraram que a redução percentual da resistência à flexão das lajes de SFRC foi maior do que a observada nas lajes convencionais de RC após a corrosão. Embora as lajes de SFRC tenham apresentado corrosão mais rápida devido à presença das fibras de aço, a corrosão das fibras não contribuiu para a corrosão das barras principais de aço, e essas lajes apresentaram desempenho superior ao das lajes convencionais de RC em termos de resistência à flexão e resistência à fissuração, tanto antes quanto após a corrosão. De acordo com esta pesquisa experimental, o comportamento da corrosão das fibras de aço em lajes de concreto armado foi adequadamente caracterizado, demonstrando que as fibras de aço podem ser utilizadas de forma eficaz em lajes de concreto armado. Esses resultados fornecem uma referência valiosa para a avaliação da capacidade residual de lajes existentes de concreto reforçado com fibras de aço afetadas pela corrosão.
Keywords: Accelerated corrosion; Corrosion level; Flexural strength; Strength reduction
Palavras-chave: Corrosão acelerada; Nível de corrosão; Resistência à flexão; Redução da resistência
How to Cite: Kyu, H. H., & Htwe, K. S. S. (2025). Experimental study on strength reduction due to corrosion in reinforced concrete slabs with and without steel fibers. Innovation in Engineering, 2(1), 57–72. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.21
Analysis of trends and variability in frequency and intensity indices of precipitation over Myanmar during 1985-2020
Análise das tendências e da variabilidade dos índices de frequência e intensidade da precipitação em Myanmar durante o período de 1985–2020
Min Khaing, Win Win Zin, Zin Mar Lar Tin San, Soe Thih, Manish Shrestha
Department of Civil Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
Department of Civil and Environmental Engineering, The University of Auckland, New Zealand
International Centre for Integrated Mountain Development, Nepal
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.33
Abstract
In this study, an analysis of long-term extreme precipitation indices was conducted using daily observation data from 38 stations in Myanmar spanning from 1985 to 2020. Three frequency indices and six intensity indices of precipitation were analyzed using RClimDex software. The Mann-Kendall test, along with Sen’s slope method, was employed to determine the trends and magnitude of extreme indices. The spatial distribution patterns varied across different physiographic regions, with 63% to 76% of the stations displaying increasing trends in various indices. The consecutive dry days showed increasing trends in the hilly regions, whereas the consecutive wet days exhibited decreasing trends in those areas. For the maximum 1-day precipitation, 45% of stations displayed increasing trends, with 5% of those being statistically significant. The Western Hilly Region exhibited rising trends in extremely wet days, whereas other regions have experienced mixed trends. These findings highlight the need for adaptive water resources engineering and management to address the localized changes of precipitation trends that affect floods and droughts in Myanmar.
Resumo
Neste estudo, foi realizada uma análise de longo prazo dos índices de precipitação extrema utilizando dados diários de observação provenientes de 38 estações em Myanmar, abrangendo o período de 1985 a 2020. Foram analisados três índices de frequência e seis índices de intensidade da precipitação utilizando o software RClimDex. O teste de Mann-Kendall, juntamente com o método da inclinação de Sen (Sen’s slope), foi empregado para determinar as tendências e a magnitude dos índices extremos. Os padrões de distribuição espacial variaram entre as diferentes regiões fisiográficas, com 63% a 76% das estações apresentando tendências de aumento em diversos índices. O índice de dias secos consecutivos apresentou tendência de aumento nas regiões montanhosas, enquanto o índice de dias úmidos consecutivos apresentou tendência de redução nessas áreas. Para a precipitação máxima em um dia, 45% das estações apresentaram tendência de aumento, sendo que 5% dessas tendências foram estatisticamente significativas. A Região Montanhosa Ocidental apresentou tendência de aumento nos dias extremamente chuvosos, enquanto as demais regiões apresentaram tendências mistas. Esses resultados destacam a necessidade de estratégias adaptativas de engenharia e gestão de recursos hídricos para enfrentar as mudanças localizadas nas tendências de precipitação que influenciam a ocorrência de inundações e secas em Myanmar.
Keywords: precipitation; RClimDex; extreme indices; rainfall
Palavras-chave: Precipitação; RClimDex; Índices extremos; Chuva
How to Cite: Khaing, M., Zin, W. W., San, Z. M. L. T., Thiha, S., & Shrestha, M. (2025). Analysis of trends and variability in frequency and intensity indices of precipitation over Myanmar during 1985-2020. Innovation in Engineering, 2(2), 73–90. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.33
Localization of car license plate using adaptive Euler-template matching method
Localização de placas de veículos utilizando o método adaptativo de correspondência por modelo Euler-template
Nay Zar Aung, Jinghui Peng, Khin Cho Tun, Songjing Li
School of Industrial Training and Education, Department of Technical and Vocational Education and Training, Ministry of Science and Technology, Myanmar
Department of Fluid Control and Automation, Harbin Institute of Technology, China
Department of Electronic Engineering, Yangon Technological University, Myanmar
Department of Fluid Control and Automation, Harbin Institute of Technology, China
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.30
Abstract
License plate (LP) detection plays an important role in intelligent transportation systems smart traffic control systems of today. Although it is simple and easy to implement for LP detection, traditional template matching method is less favorable compared to state-of-the-art methods due to its processing cost. Thus, this study proposes an innovative template matching method called “adaptive Euler-template matching method” for detection of LP. Two different models of Euler-template and a new matching concept are proposed. The proposed method is evaluated by detecting LP in a total of 150 test images. Then, the performance of proposed method is compared with the performances of some exiting methods. The proposed method gives accuracies of 96% using Euler-template (model-A) and 96.7% using Euler-template (model-B). The average processing time of proposed method is 0.303 s. The results show that Euler-template (model-B) is more effective for LP detection. More distinct observations are presented and finally recommendations for further works are given in this study.
Resumo
A detecção de placas de veículos (License Plate – LP) desempenha um papel importante nos atuais sistemas inteligentes de transporte e de controle inteligente de tráfego. Embora o método tradicional de correspondência por modelo (template matching) seja simples e de fácil implementação para a detecção de LP, ele é menos competitivo em comparação com os métodos mais avançados devido ao seu custo computacional. Assim, este estudo propõe um método inovador de correspondência por modelo denominado adaptive Euler-template matching method para a detecção de placas de veículos. São propostos dois modelos distintos de Euler-template e um novo conceito de correspondência. O método proposto foi avaliado por meio da detecção de placas em um total de 150 imagens de teste. Em seguida, seu desempenho foi comparado ao de alguns métodos existentes. O método proposto alcançou uma acurácia de 96,0% utilizando o Euler-template (modelo A) e de 96,7% utilizando o Euler-template (modelo B). O tempo médio de processamento do método foi de 0,303 s. Os resultados demonstram que o Euler-template (modelo B) é mais eficaz para a detecção de placas de veículos. Além disso, são apresentadas observações detalhadas e recomendações para trabalhos futuros.
Keywords: euler-template; adaptive template matching; license plate localizing; smart traffic control; automatic recognition system
Palavras-chave: Euler-template; Correspondência adaptativa por modelo; Localização de placas de veículos; Controle inteligente de tráfego; Sistema de reconhecimento automático
How to Cite: Aung, N. Z., Peng, J., Tun, K. C., & Li, S. (2025). Localization of car license plate using adaptive Euler-template matching method. Innovation in Engineering, 2(2), 91–105. https://doi.org/10.58712/ie.v2i1.30
Design and development of a PID-controlled home air quality monitoring and purification system
Projeto e desenvolvimento de um sistema doméstico de monitoramento e purificação da qualidade do ar controlado por PID
Josamae Salas, Allain Jessel Macas
Department of Electronics Engineering, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.38
Abstract
Asthma continues to be a major health concern in the Philippines, with about one in ten people living with the condition. Among its common triggers are fine airborne particles such as PM2.5 and PM10, which can easily aggravate symptoms and affect day-to-day living. In response to this problem, we developed a home-based air quality management system intended to help individuals with asthma maintain safer indoor conditions. The system was equipped with a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller, which allowed the purifier to respond more intelligently by tracking air quality in real time and adjusting its operation before conditions became unsafe. To test this feature, we set up a prototype in a bedroom and introduced small amounts of smoke to simulate pollution. In both setups—one with PID control and one without—the purifier successfully reduced particle levels and brought the Air Quality Index (AQI) back to its baseline of 79–81. The key difference, however, was that the PID-controlled system reacted ahead of time, activating the purifier before the thresholds were crossed. This shortened the period of exposure to poor air quality and produced more stable results overall. These findings demonstrate that incorporating a PID controller can enhance the reliability and effectiveness of home-based air purifiers, providing practical support for individuals managing asthma at home.
Resumo
A asma continua sendo uma importante preocupação de saúde nas Filipinas, afetando aproximadamente uma em cada dez pessoas. Entre seus principais fatores desencadeantes estão partículas finas em suspensão no ar, como PM2.5 e PM10, que podem agravar facilmente os sintomas e comprometer as atividades diárias. Em resposta a esse problema, foi desenvolvido um sistema doméstico de gerenciamento da qualidade do ar destinado a auxiliar pessoas com asma a manter condições mais seguras em ambientes internos. O sistema foi equipado com um controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID), permitindo que o purificador respondesse de forma mais inteligente ao monitorar a qualidade do ar em tempo real e ajustar seu funcionamento antes que as condições se tornassem inadequadas. Para avaliar essa funcionalidade, foi montado um protótipo em um quarto, onde pequenas quantidades de fumaça foram introduzidas para simular a poluição do ar. Em ambas as configurações — com controle PID e sem controle PID — o purificador reduziu com sucesso os níveis de partículas e restabeleceu o Índice de Qualidade do Ar (Air Quality Index – AQI) ao seu valor de referência, entre 79 e 81. A principal diferença, entretanto, foi que o sistema controlado por PID reagiu antecipadamente, acionando o purificador antes que os limites estabelecidos fossem ultrapassados. Isso reduziu o tempo de exposição à má qualidade do ar e proporcionou resultados mais estáveis. Esses achados demonstram que a incorporação de um controlador PID pode aumentar a confiabilidade e a eficácia de purificadores de ar residenciais, oferecendo um suporte prático para pessoas que convivem com asma em ambientes domésticos.
Keywords: Air Quality Index; PIC Controller; PM2.5; PM10
Palavras-chave: Índice de Qualidade do Ar; Controlador PID; PM2.5; PM10
How to Cite: Salas, J., & Macas, A. J. (2025). Design and development of a PID-controlled home air quality monitoring and purification system. Innovation in Engineering, 2(2), 106–113. https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.38
A mobile application based on object detection algorithm for classifying robusta coffee cherry ripeness
Um aplicativo móvel baseado em algoritmo de detecção de objetos para classificação da maturação de frutos de café robusta
Natasha Marie D. Relampagos, Kristine Mae P. Dunque
Department of Electronics Engineering, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.39
Abstract
Accurate classification of coffee cherries based on ripeness is essential for enhancing the efficiency of harvesting and ensuring high-quality coffee production. Traditional manual sorting is labor-intensive and inconsistent, necessitating an automated solution. This study addresses the challenge by developing a mobile application that uses an object detection algorithm to classify Coffea canephora (Robusta) cherries into four ripeness categories: unripe, semi-ripe, ripe, and overripe. The application leverages a smartphone camera to capture images, which are then analyzed by a deep learning model trained on 1,200 annotated images, and classify coffee cherries in real-time. Model performance of the YOLOv5 computer vision was evaluated using a validation dataset (400 images) and a test dataset (400 images), ensuring balanced representation across ripeness levels. The application achieved an overall classification accuracy of 95.63%, with the highest accuracy for unripe cherries (98.50%), followed by semi-ripe (94.75%), ripe (94.75%), and overripe (94.50%) cherries. These results demonstrate the effectiveness of integrating mobile technology with object detection algorithm for field-based classification of coffee cherry ripeness. The developed application is potential for improving harvesting efficiency, optimizing quality control, and supporting decision-making in the coffee industry. Future work should focus on expanding the dataset, refining the classification model, and implementing the system in microcontrollers to enable an automatic sorting hardware, thereby reducing farmers’ workload and providing a comprehensive solution for our local stakeholders in the Bukidnon areas.
Resumo
A classificação precisa dos frutos de café com base no seu estágio de maturação é essencial para aumentar a eficiência da colheita e garantir uma produção de café de alta qualidade. A classificação manual tradicional exige grande esforço de mão de obra e apresenta inconsistências, tornando necessária uma solução automatizada. Este estudo aborda esse desafio por meio do desenvolvimento de um aplicativo móvel que utiliza um algoritmo de detecção de objetos para classificar frutos de Coffea canephora (Robusta) em quatro categorias de maturação: verde (unripe), semimaduro (semi-ripe), maduro (ripe) e sobremaduro (overripe). O aplicativo utiliza a câmera de um smartphone para capturar imagens, que são posteriormente analisadas por um modelo de aprendizado profundo treinado com 1.200 imagens anotadas, permitindo a classificação dos frutos de café em tempo real. O desempenho do modelo de visão computacional YOLOv5 foi avaliado utilizando um conjunto de validação (400 imagens) e um conjunto de teste (400 imagens), garantindo uma representação equilibrada entre os diferentes níveis de maturação. O aplicativo alcançou uma acurácia global de classificação de 95,63%, com maior precisão para frutos verdes (98,50%), seguidos por frutos semimaduros (94,75%), maduros (94,75%) e sobremaduros (94,50%). Esses resultados demonstram a eficácia da integração da tecnologia móvel com algoritmos de detecção de objetos para a classificação em campo da maturação dos frutos de café. O aplicativo desenvolvido apresenta potencial para aumentar a eficiência da colheita, otimizar o controle de qualidade e apoiar a tomada de decisões na indústria cafeeira. Trabalhos futuros devem concentrar-se na ampliação do conjunto de dados, no aprimoramento do modelo de classificação e na implementação do sistema em microcontroladores para possibilitar um equipamento de classificação automática, reduzindo a carga de trabalho dos agricultores e oferecendo uma solução abrangente para os produtores locais da região de Bukidnon.
Keywords: ripeness classification; YOLOv5; coffee cherries; robusta coffee
Palavras-chave: Classificação da maturação; YOLOv5; Frutos de café; Café robusta
How to Cite: Relampagos, N. M. D., & Dunque, K. M. P. (2025). A mobile application based on object detection algorithm for classifying robusta coffee cherry ripeness. Innovation in Engineering, 2(2), 114–125. https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.39
Detection of missing components on a PCB using image processing
Detecção de componentes ausentes em uma placa de circuito impresso (PCB) utilizando processamento de imagens
Dominic O. Cagadas, Janine T. Neri, Joebert T. Osin, Marjo May T. Oro, Bhea Blair A. Sappal, Christine Marie J. Madrid
Department of Electronics Technology, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.40
Abstract
Manual inspection of PCB components is often inaccurate and inefficient due to human error, posing a significant risk to quality control in electronic systems. This study used YOLOv8, a state-of-the-art object detection model, for PCB inspections. The system, known for its speed and accuracy, achieved an impressive 98.3% accuracy rate across 773 instances on six component classes. The system performance was evaluated under various conditions, with 98% accuracy under ideal conditions and 96% under non-ideal conditions. Error rates rose from 1% in ideal conditions to 3% in non-ideal conditions, indicating their sensitivity to environmental factors. Feedback from students, technicians, and instructors praised the system's potential, with mean ratings of 4.8 for accuracy, 4.7 for functionality, 4.8 for reliability, and 4.7 for user-friendliness. The results reveal that the system is a reliable tool for PCB verification. However, optimal camera resolution and size limits are crucial for effective inspections and component identification. This research has the potential to significantly enhance efficiency and accuracy in quality control processes within the electronics manufacturing industry.
Resumo
A inspeção manual de componentes em placas de circuito impresso (PCB) é frequentemente imprecisa e ineficiente devido a erros humanos, representando um risco significativo para o controle de qualidade em sistemas eletrônicos. Este estudo utilizou o YOLOv8, um modelo de detecção de objetos de última geração, para inspeções de PCBs. O sistema, reconhecido por sua velocidade e precisão, alcançou uma impressionante taxa de acurácia de 98,3% em 773 instâncias distribuídas em seis classes de componentes. O desempenho do sistema foi avaliado sob diferentes condições, obtendo 98% de acurácia em condições ideais e 96% em condições não ideais. As taxas de erro aumentaram de 1% em condições ideais para 3% em condições não ideais, indicando sua sensibilidade aos fatores ambientais. As avaliações de estudantes, técnicos e instrutores destacaram o potencial do sistema, com médias de 4,8 para precisão, 4,7 para funcionalidade, 4,8 para confiabilidade e 4,7 para facilidade de uso. Os resultados demonstram que o sistema constitui uma ferramenta confiável para a verificação de placas de circuito impresso. No entanto, uma resolução adequada da câmera e limites apropriados de tamanho são fatores essenciais para inspeções eficazes e para a correta identificação dos componentes. Esta pesquisa apresenta potencial para aumentar significativamente a eficiência e a precisão dos processos de controle de qualidade na indústria de fabricação de produtos eletrônicos.
Keywords: electronic components; accuracy; YOLO; PCB; object detection
Palavras-chave: Componentes eletrônicos; Acurácia; YOLO; PCB; Detecção de objetos
How to Cite: Cagadas, D. O., Neri, J. T., Osin, J. T., Oro, M. M. T., Sappal, B. B. A., & Madrid, C. M. J. (2025). Detection of missing components on a PCB using image processing. Innovation in Engineering, 2(2), 126–139. https://doi.org/10.58712/ie.v2i2.40
Analysis of the influence of some factors on the temperature distribution and tire durability
Análise da influência de alguns fatores na distribuição de temperatura e na durabilidade dos pneus
Vu Hai Quan, Tran Quang Tam, Nguyen Trong Duc, Le Hong Quan, Tran Phuc Hoa, Kirill Evgenievich Karpukhin
Faculty of Automotive Technology, School of Mechanical and Automotive Engineering, Hanoi University of Industry, Vietnam
Moscow Automobile and Road Construction State Technical University, Russian Federation
Russian State Scientific Research Center “NAMI” (Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute), Russian Federation
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.41
Abstract
Increasing vehicle operating speeds place greater thermal and mechanical demands on automotive tires, making the assessment of tire behavior under varying speed conditions essential for safety and durability. This study investigates the effects of speed, load, and inflation pressure on the temperature distribution and durability of the Bridgestone ECOPIA EP150 tire using numerical simulation in Ansys Workbench. The results indicate that the shoulder region exhibits the highest temperature, which rises with increasing vehicle speed. Inflation pressure and vertical load significantly influence the contact area and stress distribution. An inflation pressure of 34 psi is identified as optimal, limiting localized heat generation and maintaining tire durability under realistic operating conditions. The findings provide practical guidance for tire selection and usage, particularly in tropical climates, and support improved safety and operational efficiency. Furthermore, the simulation-based approach demonstrates the effectiveness of numerical analysis as a predictive tool for evaluating tire performance under complex operating conditions, reducing reliance on extensive experimental testing.
Resumo
O aumento da velocidade de operação dos veículos impõe maiores exigências térmicas e mecânicas aos pneus automotivos, tornando essencial a avaliação do comportamento dos pneus sob diferentes condições de velocidade para garantir a segurança e a durabilidade. Este estudo investiga os efeitos da velocidade, da carga e da pressão de inflação na distribuição de temperatura e na durabilidade do pneu Bridgestone ECOPIA EP150 por meio de simulações numéricas no Ansys Workbench. Os resultados indicam que a região do ombro do pneu apresenta a temperatura mais elevada, a qual aumenta com o incremento da velocidade do veículo. A pressão de inflação e a carga vertical influenciam significativamente a área de contato e a distribuição de tensões. Uma pressão de inflação de 34 psi foi identificada como a condição ideal, limitando a geração localizada de calor e mantendo a durabilidade do pneu sob condições operacionais realistas. Os resultados fornecem orientações práticas para a seleção e utilização de pneus, especialmente em climas tropicais, contribuindo para o aumento da segurança e da eficiência operacional. Além disso, a abordagem baseada em simulação demonstra a eficácia da análise numérica como uma ferramenta preditiva para avaliar o desempenho dos pneus sob condições operacionais complexas, reduzindo a dependência de extensos ensaios experimentais.
Keywords: temperature tire; pressure; velocity; tire-road; structure tire
Palavras-chave: Temperatura do pneu; Pressão; Velocidade; Interação pneu-pavimento; Estrutura do pneu
How to Cite: Quan, V. H., Tam, T. Q., Duc, N. T., Quan, L. H., Hoa, T. P., & Karpukhin, K. E. (2026). Analysis of the influence of some factors on the temperature distribution and tire durability. Innovation in Engineering, 3(1), 1–10. https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.41
Design, CFD analysis, and experimental validation of a NACA 4415 ducted hydrokinetic turbine for low-velocity river applications
Projeto, análise CFD e validação experimental de uma turbina hidrocinética com duto NACA 4415 para aplicações em rios de baixa velocidade
Ma. Leona Maye B. Pepito, Kent B. Ignalig, Ian Keanu E. Becoy, Keith John D. Tadifa, John Kenno P. Lumasag
College of Engineering and Architecture, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.43
Abstract
Hydrokinetic turbines represent a promising solution for renewable energy generation in low-velocity rivers where conventional hydropower systems are not technically or economically feasible. Despite increasing interest in ducted hydrokinetic turbines, experimental validation of turbines employing the NACA 4415 airfoil under low-flow river conditions remains limited. This study presents the design, computational fluid dynamics (CFD) analysis, and experimental validation of a horizontal-axis ducted hydrokinetic turbine using the NACA 4415 airfoil, specifically optimized for low-velocity river applications. Numerical simulations and field experiments were conducted for water velocities ranging from 0.89 to 1.03 m/s to evaluate turbine performance in terms of rotational speed, torque, power output, and power coefficient. The results indicate that the four-bladed ducted turbine achieved a maximum experimental power output of 67 W at a flow velocity of 1.03 m/s, corresponding to a power coefficient of 0.32. The diffuser-augmented configuration enhanced flow acceleration and rotational speed compared to theoretical predictions and numerical simulations, although performance discrepancies were observed due to hydrodynamic losses and mechanical inefficiencies. Overall, the findings demonstrate the feasibility and effectiveness of NACA 4415 ducted hydrokinetic turbines for decentralized renewable energy generation in low-flow river environments, contributing valuable experimental data for the development and optimization of small-scale hydrokinetic systems.
Resumo
As turbinas hidrocinéticas representam uma solução promissora para a geração de energia renovável em rios de baixa velocidade, onde os sistemas hidrelétricos convencionais não são técnica ou economicamente viáveis. Apesar do crescente interesse pelas turbinas hidrocinéticas com duto, a validação experimental de turbinas que utilizam o perfil aerodinâmico NACA 4415 sob condições de rios de baixo escoamento ainda é limitada. Este estudo apresenta o projeto, a análise por Dinâmica dos Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics – CFD) e a validação experimental de uma turbina hidrocinética de eixo horizontal com duto utilizando o perfil NACA 4415, especificamente otimizada para aplicações em rios de baixa velocidade. Simulações numéricas e experimentos de campo foram realizados para velocidades da água variando de 0,89 a 1,03 m/s, a fim de avaliar o desempenho da turbina em termos de velocidade de rotação, torque, potência gerada e coeficiente de potência. Os resultados indicam que a turbina com duto de quatro pás alcançou uma potência experimental máxima de 67 W para uma velocidade de escoamento de 1,03 m/s, correspondente a um coeficiente de potência de 0,32. A configuração com difusor aumentou a aceleração do escoamento e a velocidade de rotação em comparação com as previsões teóricas e as simulações numéricas, embora tenham sido observadas diferenças de desempenho devido às perdas hidrodinâmicas e às ineficiências mecânicas. De modo geral, os resultados demonstram a viabilidade e a eficácia das turbinas hidrocinéticas com duto NACA 4415 para a geração descentralizada de energia renovável em ambientes fluviais de baixo escoamento, fornecendo dados experimentais relevantes para o desenvolvimento e a otimização de sistemas hidrocinéticos de pequena escala.
Keywords: energy sufficiency and security; hydrokinetic turbine; renewable energy; diffuser-augmented; clean energy
Palavras-chave: Suficiência e segurança energética; Turbina hidrocinética; Energia renovável; Difusor aumentado; Energia limpa
How to Cite: Pepito, M. L. M. B., Ignalig, K. B., Becoy, I. K. E., Tadifa, K. J. D., & Lumasag, J. K. P. (2026). Design, CFD analysis, and experimental validation of a NACA 4415 ducted hydrokinetic turbine for low-velocity river applications. Innovation in Engineering, 3(1), 11–23. https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.43
Developing a robotics-based advocacy framework for electronics engineering using an integrated KANO–IPA–QFD approach
Desenvolvimento de um framework de promoção da Engenharia Eletrônica baseado em robótica utilizando uma abordagem integrada KANO–IPA–QFD
Helen Grace Gonzales, Alenogines L. San Diego, Consorcio Namoco
College of Technology, University of Science & Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.47
Abstract
Electronics Engineering (ECE) remains strategically important to national technological capability and workforce development in the Philippines, yet student interest in the field is often weak and insufficiently structured. Although educational robotics has been widely associated with positive STEM-related outcomes, fewer studies have examined robotics as a discipline-specific advocacy strategy, and even fewer have translated student-valued robotics attributes into a structured framework for promoting a specific engineering discipline. Addressing this gap, this study developed a Robotics-Based Advocacy Framework for Electronics Engineering using an integrated KANO Model, Importance Performance Analysis (IPA), and Quality Function Deployment (QFD) approach within a multiphase mixed-method framework development design. In Phase 1, 25 robotics learning attributes were analyzed. KANO results identified three Attractive attributes, hands-on robot building, sensor integration, and confidence-building tasks, while Better–Worse analysis showed the highest satisfaction gains for affordable robotics kits (56.19%), sensor integration (55.56%), and hands-on robot building (55.14%), with the strongest dissatisfaction risk found in clear learning modules and tutorials (-23.36%). IPA showed that 14 attributes were located in Quadrant I, while only community-centered robotics (F22) fell in Quadrant II, marking it as the primary enhancement area. QFD ranked Experiential Robotics Ecosystem first (64.5422; 22.32%), followed by Structured Curriculum Framework (54.9790; 19.02%), Faculty Development (31.5294; 10.91%), and Mentorship and Industry Linkages (30.0270; 10.39%). In Phase 2, pilot results showed positive mean gains across five domains, with the overall mean increasing from 3.02 to 3.44. The study produced a theory-informed, learner-centered, and data-driven advocacy framework, with pilot findings providing preliminary support for its practical relevance.
Resumo
A Engenharia Eletrônica (Electronics Engineering – ECE) continua sendo estrategicamente importante para o fortalecimento da capacidade tecnológica nacional e para o desenvolvimento da força de trabalho nas Filipinas. Entretanto, o interesse dos estudantes por essa área costuma ser limitado e pouco estruturado. Embora a robótica educacional esteja amplamente associada a resultados positivos relacionados às áreas STEM, poucos estudos investigaram a robótica como uma estratégia de promoção específica de uma disciplina, e menos ainda traduziram atributos da robótica valorizados pelos estudantes em um framework estruturado para promover uma área específica da engenharia. Para suprir essa lacuna, este estudo desenvolveu um Framework de Promoção da Engenharia Eletrônica Baseado em Robótica, utilizando uma abordagem integrada composta pelo Modelo KANO, pela Análise de Importância e Desempenho (Importance Performance Analysis – IPA) e pelo Desdobramento da Função Qualidade (Quality Function Deployment – QFD), dentro de um delineamento multiphase de desenvolvimento de framework com métodos mistos. Na Fase 1, foram analisados 25 atributos relacionados ao aprendizado em robótica. Os resultados do Modelo KANO identificaram três atributos classificados como Atrativos: construção prática de robôs, integração de sensores e atividades voltadas ao fortalecimento da confiança. A análise Better–Worse indicou os maiores ganhos de satisfação para kits de robótica de baixo custo (56,19%), integração de sensores (55,56%) e construção prática de robôs (55,14%), enquanto o maior risco de insatisfação foi observado para módulos e tutoriais de aprendizagem claros (-23,36%). A análise IPA mostrou que 14 atributos estavam localizados no Quadrante I, enquanto apenas a robótica centrada na comunidade (F22) foi posicionada no Quadrante II, sendo identificada como a principal área para aprimoramento. A análise QFD classificou o Ecossistema Experiencial de Robótica em primeiro lugar (64,5422; 22,32%), seguido pelo Framework Curricular Estruturado (54,9790; 19,02%), Desenvolvimento Docente (31,5294; 10,91%) e Mentoria e Parcerias com a Indústria (30,0270; 10,39%). Na Fase 2, os resultados do estudo piloto demonstraram ganhos médios positivos em cinco domínios, com a média geral aumentando de 3,02 para 3,44. O estudo resultou em um framework de promoção fundamentado em teoria, centrado no estudante e orientado por dados, cujos resultados preliminares fornecem evidências iniciais de sua relevância prática.
Keywords: electronics engineering; robotics-based advocacy; educational robotics; industry 4.0; importance performance analysis
Palavras-chave: Engenharia Eletrônica; Promoção baseada em robótica; Robótica educacional; Indústria 4.0; Análise de Importância e Desempenho
How to Cite: Gonzales, H. G., Diego, A. L. S., & Namoco, C. (2026). Developing a robotics-based advocacy framework for electronics engineering using an integrated KANO–IPA–QFD approach. Innovation in Engineering, 3(1), 24–54. https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.47
Performance evaluation of ethanol-derived waste cooking oil biodiesel in a forced-draft commercial burner system
Avaliação do desempenho do biodiesel de óleo de cozinha residual obtido com etanol em um sistema comercial de queimador com ar forçado
Ma. Leona Maye B. Pepito, Jasper V. Acierto, Katrina Mae S. Raiz, Lance Erroyl J. Sambaan, Alyssa Mae S. Tabasa
Department of Mechanical Engineering, College of Engineering and Architecture, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.44
Abstract
The improper disposal of waste cooking oil (WCO) presents significant environmental challenges, yet its potential as a renewable fuel remains underutilized. This study optimized the conversion of WCO into biodiesel through a two-step esterification and transesterification process and evaluated its performance in a commercial burner system compared to liquefied petroleum gas (LPG). The process employed acid-catalyzed esterification followed by alkaline transesterification using ethanol and potassium hydroxide, with ethanol-to-oil molar ratios of 11:1, 12:1, and 13:1. The 13:1 ratio was identified as optimal, yielding 165.85 g of crude biodiesel per 100 g of oil with reduced glycerol formation. Physicochemical characterization revealed a flash point of 160°C and a calorific value of 35.65 MJ/kg, satisfying key ASTM D6751 requirements. However, the density of 0.9756 g/mL exceeded the standard range, suggesting the presence of residual ethanol and the need for improved post-treatment purification. Performance testing showed that the biodiesel-fueled burner heated 1 L of water in 381.33 s, compared to 420.67 s for LPG, demonstrating enhanced heating performance. The system achieved a thermal efficiency of 19.46% and a specific fuel consumption of 1.48 MJ/L. Emission analysis confirmed complete combustion, with carbon monoxide levels of 22.3 ppm and zero hydrocarbon emissions. The improved performance is attributed to the use of a forced-draft burner system, which enhances fuel atomization and combustion stability. Overall, the results demonstrate that transesterified WCO is a viable and cleaner alternative to conventional fossil fuels, offering a practical waste-to-energy solution for small-scale commercial cooking applications.
Resumo
O descarte inadequado de óleo de cozinha residual (Waste Cooking Oil – WCO) representa um importante desafio ambiental, embora seu potencial como combustível renovável permaneça subutilizado. Este estudo otimizou a conversão de WCO em biodiesel por meio de um processo em duas etapas de esterificação e transesterificação e avaliou seu desempenho em um sistema comercial de queimador em comparação com o gás liquefeito de petróleo (Liquefied Petroleum Gas – LPG). O processo utilizou esterificação catalisada por ácido, seguida de transesterificação alcalina com etanol e hidróxido de potássio, empregando razões molares etanol:óleo de 11:1, 12:1 e 13:1. A razão de 13:1 foi identificada como a condição ótima, produzindo 165,85 g de biodiesel bruto para cada 100 g de óleo, com menor formação de glicerol. A caracterização físico-química revelou um ponto de fulgor de 160 °C e um poder calorífico de 35,65 MJ/kg, atendendo aos principais requisitos da norma ASTM D6751. Entretanto, a densidade de 0,9756 g/mL excedeu a faixa especificada pela norma, sugerindo a presença de etanol residual e a necessidade de aprimorar a purificação pós-tratamento. Os testes de desempenho mostraram que o queimador alimentado com biodiesel aqueceu 1 L de água em 381,33 s, em comparação com 420,67 s utilizando LPG, demonstrando melhor desempenho de aquecimento. O sistema alcançou uma eficiência térmica de 19,46% e um consumo específico de combustível de 1,48 MJ/L. A análise das emissões confirmou combustão completa, com níveis de monóxido de carbono de 22,3 ppm e ausência de emissões de hidrocarbonetos. O desempenho superior foi atribuído ao uso de um sistema de queimador com ar forçado, que melhora a atomização do combustível e a estabilidade da combustão. De modo geral, os resultados demonstram que o WCO transesterificado constitui uma alternativa viável e mais limpa aos combustíveis fósseis convencionais, oferecendo uma solução prática de conversão de resíduos em energia para aplicações comerciais de cocção em pequena escala.
Keywords: waste cooking oil; biodiesel; ethanol-based transesterification; forced-draft burner; combustion performance
Palavras-chave: Óleo de cozinha residual; Biodiesel; Transesterificação à base de etanol; Queimador com ar forçado; Desempenho da combustão
How to Cite: Pepito, M. L. M. B., Acierto, J. V., Raiz, K. M. S., Sambaan, L. E. J., & Tabasa, A. M. S. (2026). Performance evaluation of ethanol-derived waste cooking oil biodiesel in a forced-draft commercial burner system. Innovation in Engineering, 3(1), 55–68. https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.44
Extended drain interval performance of SAE 15W40 CI-4 diesel engine oil under plain and inclined terrain operations
Desempenho do intervalo estendido de troca do óleo de motor diesel SAE 15W40 CI-4 em operações em terrenos planos e inclinados
Kim Michael Angelo R. Miraflores
College of Engineering, Xavier University - Ateneo de Cagayan, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.45
Abstract
Engine oil plays a critical role in ensuring efficient engine operation and prolonging service life by reducing friction, dissipating heat, and protecting components from wear. This study evaluates the performance of SAE 15W40 mineral multigrade diesel engine oil operated beyond the original equipment manufacturer’s recommended drain interval under varying terrain conditions. Four passenger buses powered by Yuchai, Weichai, and Cummins engines were subjected to a 20,000-kilometer road test covering inclined and plain terrain without oil or filter replacement. Oil condition was assessed using standardized ASTM methods for kinematic viscosity and Total Base Number (TBN). Viscosity values at both 40°C and 100°C remained within acceptable limits throughout the extended interval. TBN values remained above 50% of the fresh oil baseline, indicating retention of alkalinity reserve and additive effectiveness. These results demonstrate that SAE 15W40 diesel engine oil can maintain functional integrity up to 20,000 km under mixed terrain conditions.
Resumo
O óleo lubrificante desempenha um papel fundamental para garantir o funcionamento eficiente do motor e prolongar sua vida útil, reduzindo o atrito, dissipando calor e protegendo os componentes contra o desgaste. Este estudo avalia o desempenho do óleo mineral multiviscoso para motores diesel SAE 15W40 operado além do intervalo de troca recomendado pelo fabricante do equipamento original (Original Equipment Manufacturer – OEM), sob diferentes condições de terreno. Quatro ônibus de passageiros equipados com motores Yuchai, Weichai e Cummins foram submetidos a um teste rodoviário de 20.000 km, abrangendo trechos em terrenos planos e inclinados, sem substituição do óleo ou do filtro. A condição do óleo foi avaliada utilizando métodos padronizados ASTM para determinação da viscosidade cinemática e do Número Total de Base (Total Base Number – TBN). Os valores de viscosidade, tanto a 40°C quanto a 100°C, permaneceram dentro dos limites aceitáveis durante todo o intervalo estendido de uso. Os valores de TBN permaneceram acima de 50% do valor de referência do óleo novo, indicando a manutenção da reserva alcalina e da eficácia dos aditivos. Esses resultados demonstram que o óleo de motor diesel SAE 15W40 é capaz de manter sua integridade funcional por até 20.000 km sob condições de operação em terrenos mistos.
Keywords: diesel engine oil; extended drain interval; oil condition monitoring; viscosity; TBN
Palavras-chave: Óleo de motor diesel; Intervalo estendido de troca de óleo; Monitoramento da condição do óleo; Viscosidade; TBN
How to Cite: Miraflores, K. M. A. R. (2026). Extended drain interval performance of SAE 15W40 CI-4 diesel engine oil under plain and inclined terrain operations. Innovation in Engineering, 3(1), 69–78. https://doi.org/10.58712/ie.v3i1.45
Smart home irrigation: A solar-powered Wi-Fi-based automated drip system with real-time soil moisture sensing
Irrigação residencial inteligente: Um sistema automatizado de irrigação por gotejamento alimentado por energia solar, baseado em Wi-Fi, com monitoramento em tempo real da umidade do solo
Dominic Olango Cagadas, Cran Leigh Mae Adis Salamanca
Department of Electronics Technology, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
Department of Manufacturing Engineering Technology, University of Science and Technology of Southern Philippines, Philippines
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i2.46
Abstract
Manual irrigation in home gardening often causes inconsistent watering, unnecessary labor, and inefficient water use. This study developed and evaluated a solar-powered, Wi-Fi-based automated drip irrigation system with real-time soil moisture sensing for small-scale home gardens. The prototype integrated an ESP32 microcontroller, capacitive soil moisture sensors, pH sensor, float sensors, solenoid valves, DC pumps, a 150-W solar panel, a 12.8-V 100-Ah battery, and an Android-based mobile application. Four planting plots were used to test automated irrigation, soil moisture monitoring, water pH monitoring, tank-level detection, drainage monitoring, and mobile-based control. System performance was observed through 15-day plant monitoring and 5-day data logging. Results showed that the system supplied water only when soil moisture dropped below the set threshold and avoided unnecessary pump activation. Evaluations by 20 faculty members, IT experts, agriculturists, and farmers yielded excellent ratings for functionality (4.81), performance (4.74), and usability (4.89), with an overall mean of 4.81. The study demonstrates a low-cost, renewable-energy-based, mobile-controlled irrigation solution suitable for household gardening.
Resumo
A irrigação manual em jardins residenciais frequentemente resulta em fornecimento irregular de água, maior necessidade de mão de obra e uso ineficiente dos recursos hídricos. Este estudo desenvolveu e avaliou um sistema automatizado de irrigação por gotejamento alimentado por energia solar, baseado em Wi-Fi, com monitoramento em tempo real da umidade do solo para jardins residenciais de pequena escala. O protótipo integrou um microcontrolador ESP32, sensores capacitivos de umidade do solo, sensor de pH, sensores de nível do tipo float, válvulas solenoides, bombas de corrente contínua (DC), um painel solar de 150 W, uma bateria de 12,8 V e 100 Ah e um aplicativo móvel baseado em Android. Quatro parcelas de cultivo foram utilizadas para testar a irrigação automatizada, o monitoramento da umidade do solo, o monitoramento do pH da água, a detecção do nível do reservatório, o monitoramento da drenagem e o controle por dispositivo móvel. O desempenho do sistema foi avaliado por meio do monitoramento das plantas durante 15 dias e do registro de dados por 5 dias. Os resultados mostraram que o sistema forneceu água somente quando a umidade do solo caiu abaixo do limite estabelecido, evitando o acionamento desnecessário das bombas. As avaliações realizadas por 20 docentes, especialistas em tecnologia da informação, agrônomos e agricultores atribuíram excelentes classificações para funcionalidade (4,81), desempenho (4,74) e usabilidade (4,89), com média geral de 4,81. O estudo demonstra uma solução de irrigação de baixo custo, baseada em energia renovável e controlada por dispositivo móvel, adequada para a jardinagem residencial.
Keywords: automated drip system; ESP32; smart irrigation; soil moisture sensing; solar-powered system
Palavras-chave: Sistema automatizado de irrigação por gotejamento; ESP32; Irrigação inteligente; Monitoramento da umidade do solo; Sistema alimentado por energia solar
How to Cite: Cagadas, D. O., & Salamanca, C. L. M. A. (2026). Smart home irrigation: A solar-powered Wi-Fi-based automated drip system with real-time soil moisture sensing. Innovation in Engineering, 3(2), 79–93. https://doi.org/10.58712/ie.v3i2.46
Economic influence of corrosion on mild steel in an industrial setup: An overview
Influência econômica da corrosão em aço carbono de baixo teor em ambientes industriais: Uma visão geral
Samuel Adebanji Ajayi, Olufemi Ajide, Abideen T. Oyewo, Ejiroghene Onokpite, Agberegha Larry Orobome, Christian O. Osueke
Department of Mechatronics Engineering, College of Agriculture, Engineering and Science, Bowen University, Nigeria
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Ibadan, Nigeria
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Osun State University, Nigeria
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Nigeria Maritime University, Nigeria
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Federal University of Petroleum Resources Effurun, Nigeria
Department of Mechatronics Engineering, College of Agriculture, Engineering and Science, Bowen University, Nigeria
DOI: https://doi.org/10.58712/ie.v3i2.48
Abstract
Most manufacturing industries throughout the world are facing many corrosion problems. Contaminants such as CO2 and H2S which deteriorate pipe lines and machine components made from mild steel are the major challenge of these industries. Corrosion is a pervasive and financially detrimental process that significantly impacts industrial operations, with mild steel being particularly susceptible due to its widespread use and inherent reactivity. This paper examines the multifaceted economic influence of mild steel corrosion within an industrial setting, distinguishing between direct and indirect costs. The direct economic burden includes expenses related to frequent maintenance, repair, and premature replacement of corroded assets, as well as capital costs associated with overdesign and the implementation of corrosion control measures. Indirect costs, often more substantial and difficult to quantify, encompass losses from production downtime, decreased operational efficiency, product contamination, and environmental cleanup. By synthesizing data from various industrial sectors, this paper highlights that the total cost of corrosion represents a considerable percentage of a nation's Gross Domestic Product (GDP). Proactive corrosion management, including the strategic use of coatings, cathodic protection, and material selection, is identified as a critical factor in mitigating these financial losses and enhancing the longevity, safety, and profitability of industrial infrastructure.
Resumo
A maioria das indústrias de manufatura em todo o mundo enfrenta diversos problemas relacionados à corrosão. Contaminantes como CO2 e H2S, que deterioram tubulações e componentes de máquinas fabricados em aço carbono de baixo teor (mild steel), representam um dos principais desafios para essas indústrias. A corrosão é um processo generalizado e economicamente prejudicial que afeta significativamente as operações industriais, sendo o aço carbono de baixo teor particularmente suscetível devido ao seu amplo uso e à sua elevada reatividade. Este artigo examina a influência econômica multifacetada da corrosão do aço carbono de baixo teor em ambientes industriais, distinguindo entre custos diretos e indiretos. O impacto econômico direto inclui despesas relacionadas à manutenção frequente, reparo e substituição prematura de ativos corroídos, bem como custos de capital associados ao superdimensionamento de equipamentos e à implementação de medidas de controle da corrosão. Os custos indiretos, frequentemente mais elevados e de difícil quantificação, abrangem perdas decorrentes da interrupção da produção, redução da eficiência operacional, contaminação de produtos e limpeza ambiental. Com base na síntese de dados provenientes de diversos setores industriais, este artigo destaca que o custo total da corrosão representa uma parcela significativa do Produto Interno Bruto (PIB) de um país. A gestão proativa da corrosão, incluindo o uso estratégico de revestimentos, proteção catódica e seleção adequada de materiais, é identificada como um fator essencial para mitigar essas perdas financeiras e aumentar a longevidade, a segurança e a rentabilidade da infraestrutura industrial.
Keywords: corrosion; economics; mild steel; maintenance and environment
Palavras-chave: Corrosão; Economia; Aço carbono de baixo teor; Manutenção e meio ambiente
How to Cite: Ajayi, S. A., Ajide, O., Oyewo, A. T., Onokpite, E., Orobome, A. L., & Osueke, C. O. (2026). Economic influence of corrosion on mild steel in an industrial setup: An overview. Innovation in Engineering, 3(2), 94–114. https://doi.org/10.58712/ie.v3i2.48
