English–Spanish Abstract Collection
Abstract of Innovation in Engineering
English–Spanish Abstract Collection
Recognition of human walking and running actions using temporal foot-lift features
Reconocimiento de acciones de caminar y correr mediante características temporales de elevación del pie
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.
Resumen
El reconocimiento de las acciones humanas de caminar y correr se ha convertido en una parte esencial de muchas aplicaciones prácticas diferentes, como la videovigilancia inteligente, la monitorización de pacientes y personas mayores, la atención sanitaria, así como la interacción humano-robot. Sin embargo, los requisitos de una gran cantidad de información espacial y de un elevado número de fotogramas para cada fase de reconocimiento siguen siendo desafíos abiertos. Con el objetivo de reducir el número de fotogramas y la información de las articulaciones requerida, en este estudio se introdujeron las características temporales de elevación del pie. Las características temporales de elevación del pie y un clasificador KNN ponderado se utilizaron para reconocer las acciones de “Walking” y “Running” a partir de cuatro conjuntos de datos diferentes de acciones humanas. La mitad de los conjuntos de datos se utilizó para el entrenamiento y la otra mitad se evaluó experimentalmente para valorar el rendimiento. Los resultados experimentales se presentaron y se explicaron con sus respectivas justificaciones. Se obtuvo una precisión global de reconocimiento del 88.6% utilizando 5 fotogramas y del 90.7% utilizando 7 fotogramas. El rendimiento del método propuesto se comparó con el rendimiento de los métodos existentes. La información de las articulaciones del esqueleto y las características temporales de elevación del pie son características prometedoras para el reconocimiento en tiempo real de acciones de movimiento humano.
Keywords: Moving action recognition; Skeleton joint data; Foot-lift feature; Smart surveillance system; Human action
Palabras clave: Reconocimiento de acciones de movimiento; Datos de articulaciones esqueléticas; Característica de elevación del pie; Sistema inteligente de videovigilancia; Acción 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
Mejora del rendimiento de las ruedas V Rossi para motocicletas mediante análisis por elementos finitos con 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.
Resumen
La mejora del rendimiento de las ruedas de motocicleta tiene importantes implicaciones para la estabilidad, la maniobrabilidad y la comodidad del conductor. En este contexto, el análisis por elementos finitos ha surgido como un método fundamental para comprender y mejorar el rendimiento de las ruedas. Este estudio tiene como objetivo profundizar en el potencial del uso de Solidworks para mejorar el rendimiento de las ruedas V Rossi para motocicletas. Mediante la combinación de principios contemporáneos de ingeniería con tecnología avanzada de simulación, la investigación presenta un análisis estructural y la respuesta de las ruedas V Rossi bajo diversas condiciones de carga. A través de un diseño innovador y de la integración de Solidworks Simulation, el estudio busca proporcionar conocimientos profundos para la industria de la motocicleta. Solidworks calcula con precisión la deformación y los esfuerzos en las llantas de motocicleta, facilitando el cálculo numérico y simplificando los procesos de diseño. Además, Solidworks gestiona eficazmente el escalado y el mallado, al tiempo que determina con precisión la deformación y los esfuerzos requeridos para las llantas. Las ruedas V Rossi son idóneas para el uso contemporáneo en un entorno moderno en constante evolución y en la actual era millennial.
Keywords: V Rossi wheel; Motorcycle; Finite element analysis; Solidworks; Wheel performance; Stress; Strain
Palabras clave: Rueda V Rossi; Motocicleta; Análisis por elementos finitos; Solidworks; Rendimiento de la rueda; Esfuerzo; Deformación
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 sobre el material ferroviario: una exploración de la comparación entre Alloy Steel y 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.
Resumen
La vía férrea es un componente que interactúa directamente con las ruedas. En general, las vías férreas sirven como base para trenes, tranvías y vehículos similares, soportando la fricción y la presión ejercidas por las ruedas. Las vías férreas tienen el potencial de agrietarse y fracturarse debido a diversas cargas. Numerosos estudios han investigado los factores que provocan las fracturas de las vías férreas. Este artículo emplea el método de análisis por elementos finitos (FEA) utilizando el software Solidworks con licencia de investigación. En esta simulación, se estudian numéricamente dos vías férreas fabricadas con materiales diferentes, AISI 1020 y Alloy Steel, utilizando el software Solidworks para determinar el material más eficaz para reducir el riesgo de fractura de las vías férreas. Posteriormente, el riesgo de fractura se calcula con base en la resistencia a la fractura del material. Los resultados de la simulación indican que el riesgo de fractura de las vías férreas fabricadas con Alloy Steel es menor que el de las fabricadas con AISI 1020, por lo que se recomienda Alloy Steel como el material más adecuado para las vías férreas.
Keywords: Train; Railways; Finite element analysis; Material; Fracture risk
Palabras clave: Tren; Ferrocarriles; Análisis por elementos finitos; Material; Riesgo de fractura
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
Optimización de la resistencia del cigüeñal de automóviles con material de hierro dúctil mediante simulación con 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.
Resumen
Este estudio tiene como objetivo proporcionar información crucial sobre el rendimiento de los diseños de cigüeñales bajo diversas cargas y condiciones de funcionamiento. El método empleado en esta investigación es el análisis por elementos finitos, facilitado por el software SolidWorks, utilizando material Ductile Iron. Los cigüeñales fabricados con Ductile Iron se utilizan habitualmente en motores de vehículos debido a sus destacadas propiedades mecánicas y a su eficiencia en términos de costos. La fuerza ejercida por el pistón sobre el cigüeñal generalmente oscila entre 4500 N y 7500 N. El Factor de Seguridad del cigüeñal representa la relación entre la resistencia del material y el esfuerzo máximo que experimenta durante su funcionamiento. Los resultados de esta investigación indican que el esfuerzo máximo de von Mises más alto registrado utilizando material de hierro dúctil es de 4.658 MPa, con un Factor de Seguridad correspondiente en el cigüeñal de 118.4. En consecuencia, la resistencia de los cigüeñales de hierro dúctil bajo diferentes cargas y condiciones de funcionamiento puede garantizarse mediante un análisis minucioso de la geometría del cigüeñal.
Keywords: Finite Element Analysis; Crankshaft; Ductile Iron; Simulation
Palabras clave: Análisis por elementos finitos; Cigüeñal; Ductile Iron; Simulación
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
Revitalización de la innovación vehicular: exploración de las estructuras del chasis de automóviles eléctricos mediante análisis 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.
Resumen
El creciente número de vehículos motorizados contribuye significativamente a la contaminación del aire, lo que provoca la degradación ambiental mundial debido a las emisiones de CO2. Los automóviles eléctricos ofrecen una solución respetuosa con el medio ambiente para este problema. El chasis del vehículo desempeña un papel fundamental como estructura de soporte para diversos componentes. Este estudio tiene como objetivo diseñar un chasis óptimo para un vehículo eléctrico considerando los aspectos de peso, seguridad y resistencia, utilizando el análisis de esfuerzos de von Mises para evaluar los niveles de esfuerzo y los factores de seguridad. La investigación se centra en determinar el factor de seguridad y la distribución de esfuerzos del chasis, empleando material de acero aleado y sometiéndolo a una fuerza de 5000 N mediante análisis por elementos finitos (FEA). Los resultados del análisis muestran esfuerzos de von Mises comprendidos entre 0.002 N/mm2 y 167.549 N/mm2, desplazamientos entre 0.000 mm y 1.812 mm, deformaciones entre 0.000 y 0.0001, y factores de seguridad comprendidos entre 2.327 y 371,181.531. En consecuencia, se espera que la simulación general del chasis funcione de manera óptima, cumpliendo así los objetivos de esta investigación.
Keywords: Vehicle frame; Electrical vehicle; Green car; Transportation
Palabras clave: Bastidor del vehículo; Vehículo eléctrico; Automóvil 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
Un enfoque del Proceso Analítico Jerárquico (AHP) para la priorización del mantenimiento de carreteras: un estudio de caso en el 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.
Resumen
El mantenimiento de las carreteras rurales desempeña un papel importante en el desarrollo de la sociedad y la economía del estado de Shan, Myanmar. Este estudio tiene como objetivo priorizar el mantenimiento de carreteras mediante el Proceso Analítico Jerárquico (AHP). Existen cuatro tipos de deterioro del pavimento: rugosidad, desgranamiento, baches, fallo del borde y exudación. La recopilación y el análisis de datos se llevaron a cabo en diez carreteras rurales utilizando una herramienta basada en Excel para evaluar el análisis AHP. Los resultados analizaron de manera significativa el conocimiento de las condiciones de las carreteras y los requisitos de mantenimiento del pavimento, y la carretera R4 obtuvo el nivel más alto de prioridad para el mantenimiento. El estudio también comparó el método del Índice de Condición del Pavimento (PCI) con los resultados del AHP, destacando las coincidencias y las diferencias. Se observaron diferencias significativas en los demás casos debido a la naturaleza integral del AHP, aunque ambos métodos clasificaron normalmente a R5 y R6 entre las tres primeras posiciones. Esta investigación proporciona un enfoque sistemático y transparente para priorizar el mantenimiento de carreteras, mejorando la optimización de los recursos y la toma de decisiones. Se integran los métodos AHP y PCI, y se recomienda un enfoque integral para garantizar una evaluación exhaustiva y el uso óptimo de los recursos en la planificación del mantenimiento de carreteras. El estudio también contribuye a mejorar la sostenibilidad y el rendimiento de la red de carreteras rurales, apoyando objetivos económicos y sociales más amplios en el estado de Shan, Myanmar.
Keywords: Road maintenance; Analytical Hierarchy Process; Pavement Condition Index; Rural roads; Pavement management
Palabras clave: Mantenimiento de carreteras; Proceso Analítico Jerárquico; Índice de Condición del Pavimento; Carreteras rurales; Gestión del pavimento
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
Análisis estático del eje de la bomba de alimentación de caldera en centrales eléctricas de vapor: mejora de la durabilidad y la eficiencia operativa
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.
Resumen
Las bombas centrífugas se utilizan comúnmente en los sectores industrial y doméstico para transportar fluidos aumentando su caudal hasta una presión determinada. Un tipo de bomba centrífuga, la Boiler Feed Pump (BFP), desempeña un papel fundamental en las centrales eléctricas de vapor. Diseñados para un funcionamiento continuo, los ejes de las BFP son propensos al desgaste y a las fallas debido a las condiciones extremas de operación. Este estudio emplea simulación asistida por computadora utilizando el software SolidWorks para analizar el esfuerzo de von Mises, el desplazamiento, la deformación y los factores de seguridad de los ejes de las BFP con tres variaciones de material: AISI 4140, AISI 316 y AISI 304. Los resultados indican que el material AISI 4140 presenta el factor de seguridad más alto, de 2.7, y el desplazamiento más bajo, de 0.453 mm. La simulación de fatiga también muestra que el AISI 4140 presenta el menor porcentaje de daño y la mayor vida a fatiga. Estos hallazgos sugieren que el AISI 4140 es la elección óptima de material para mejorar la durabilidad y la eficiencia de los ejes en aplicaciones que requieren alta fiabilidad, como las BFP en centrales eléctricas de vapor.
Keywords: Centrifugal pump; Boiler feed pump; Computer-aided engineering simulation; Material fatigue; Safety factor
Palabras clave: Bomba centrífuga; Boiler Feed Pump; Simulación de ingeniería asistida por computadora; Fatiga del material; Factor de seguridad
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
Evaluación experimental del estado de daño y la propagación de fallas en pórticos con relleno bajo el efecto de las 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.
Resumen
En este estudio se ensayaron cuatro especímenes de pórticos: dos con aberturas concéntricas de ventanas y puertas en los rellenos, y dos con aberturas excéntricas de ventanas y puertas. El límite de servicio del estado con relleno se determinó mediante la evaluación del comportamiento estructural de pórticos de hormigón armado con relleno y aberturas. Los resultados indican que los pórticos con aberturas ubicadas en el centro presentan una reducción en la capacidad de carga lateral. Las características del daño están influenciadas más por la ubicación de la abertura que por su porcentaje. Cuando la abertura se sitúa más cerca del borde del panel de mampostería, el comportamiento estructural mejora. El agrietamiento inicial ocurre con una deriva lateral del 0.2%, mientras que el aplastamiento del panel de mampostería ocurre aproximadamente al 2%. En los pórticos con aberturas ubicadas en el centro, el segmento cercano a la columna cargada es más propenso al daño, mientras que el segmento más alejado de la columna cargada presenta una mayor vulnerabilidad.
Keywords: Concentric; Eccentric; Damage characteristic; Lateral drift
Palabras clave: Concéntrico; Excéntrico; Característica del daño; 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
Generación de caudales de entrada utilizando el modelo Thomas-Fiering para el embalse Thaphanseik en 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.
Resumen
El modelo Thomas-Fiering (T-F) se aplicó para generar caudales sintéticos para el embalse Thaphanseik. El modelo Thomas-Fiering permitió considerar la no estacionariedad de los datos estacionales. Las series temporales de caudal son fundamentales para la planificación, el diseño y la gestión de diversos sistemas de recursos hídricos. En este estudio, el modelo fue probado utilizando datos históricos correspondientes a un período de 39 años (de 1985 a 2023). El rendimiento del modelo se evaluó mediante medidas estadísticas como el Coeficiente de Determinación (R²) y la Eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE). Además, este modelo se utilizó para generar datos sintéticos de caudal para los años 2024 a 2100. Se utilizó el método de transformación logarítmica con el fin de evitar caudales negativos en los datos sintéticos. En este estudio, los datos de caudal sintético se generaron utilizando diferentes secuencias aleatorias. Se calcularon la media, la desviación estándar y el coeficiente de correlación de las diferentes series sintéticas. El proceso de calibración se realizó para el período de 1985 a 2016 y el proceso de validación se llevó a cabo para los años 2017 a 2023. Con base en el valor de R², se seleccionaron las series sintéticas más adecuadas. Los datos generados mostraron un alto grado de ajuste, con valores elevados de R² y NSE. El análisis de las estadísticas de caudales históricos y sintéticos reveló que el modelo capturó con éxito las características de los datos históricos y las incorporó en las secuencias generadas.
Keywords: Streamflow; Thomas-Fiering model; Synthetic; Thaphanseik reservoir
Palabras clave: Caudal; Modelo Thomas-Fiering; Sintético; Embalse 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
Exploración de cómo los parámetros de impresión 3D afectan la resistencia a la flexión de materiales 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.
Resumen
Esta investigación se centra en evaluar la resistencia a la flexión de materiales de Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) utilizados en impresión 3D mediante el método Fused Deposition Modeling (FDM). El objetivo de este estudio fue evaluar la resistencia mecánica del ABS utilizando un diseño experimental factorial completo, aplicando tres factores principales: altura de capa, densidad de relleno y patrón de relleno. El ensayo de flexión se realizó de acuerdo con la norma ASTM D790. Se fabricaron un total de 27 especímenes variando la altura de capa, la densidad de relleno y el patrón de relleno. Los resultados mostraron que la altura de capa fue el factor con mayor influencia sobre la resistencia a la flexión, alcanzando el valor más alto de 41.815 MPa con una altura de capa de 0.2 mm, una densidad de relleno del 100% y un patrón de relleno lineal. El análisis ANOVA respaldó esta conclusión con valores de p <0.05 para la altura de capa, mientras que el patrón de relleno y la densidad de relleno no mostraron un efecto significativo. Este estudio proporciona directrices para el uso de parámetros óptimos en procesos de impresión 3D basados en ABS.
Keywords: Ultimaker Cura Software; Future manufacture; STL; g-code
Palabras clave: Software Ultimaker Cura; Manufactura del 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
Estrategias integradas de toma de decisiones para la priorización del mantenimiento de autopistas: enfoque basado en puntuación de datos, reglas y Proceso Analítico Jerárquico (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.
Resumen
El mantenimiento eficaz de las autopistas es fundamental para mejorar la seguridad y optimizar la utilización de los recursos. La interacción entre los riesgos de seguridad, el deterioro del pavimento y las limitaciones presupuestarias pone de manifiesto la necesidad de un marco sólido para la toma de decisiones. Este estudio presenta un enfoque integrado que combina un método de puntuación basado en datos, el Proceso Analítico Jerárquico (AHP) y una estrategia basada en reglas para priorizar sistemáticamente las actividades de mantenimiento. El método de puntuación evalúa factores críticos, entre ellos la Pavement Condition Rating (PCR), la Accident Density (AD), el Weighted Accident Severity Index (WASI), las curvas horizontales críticas, los volúmenes de tráfico proyectados, los puntos de acceso a las aldeas y la precipitación anual. Una estrategia basada en reglas identifica los segmentos de alta prioridad utilizando puntuaciones acumuladas derivadas del Pavement Condition Index (PCI), el International Roughness Index (IRI), el Present Serviceability Index (PSI) y el Present Serviceability Rating (PSR). El AHP perfecciona aún más la priorización mediante la asignación de pesos a los tipos de deterioro del pavimento con base en análisis de regresión. Al aplicarse a ocho tramos de autopista, el marco identificó Yangon-Phyu y Phyu-Naypyitaw como los más críticos debido a los elevados riesgos de seguridad y al importante deterioro del pavimento. Las unidades con mayor deterioro recibieron la máxima prioridad entre las 130 unidades de muestra de pavimento analizadas. Esta investigación destaca la importancia de las estrategias de mantenimiento basadas en datos para prolongar la vida útil del pavimento, reducir las tasas de accidentes y mejorar la eficiencia operativa, proporcionando información útil para ingenieros y responsables de políticas involucrados en la gestión sostenible de la infraestructura de autopistas.
Keywords: Robust decision-making; Expressway maintenance; Integrated scoring; Rule-based approach; Analytic hierarchy process
Palabras clave: Toma de decisiones robusta; Mantenimiento de autopistas; Puntuación integrada; Enfoque basado en reglas; Proceso Analítico Jerárquico
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
Evaluación del riesgo sísmico de estructuras existentes de hormigón armado mediante un enfoque basado en curvas de fragilidad
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.
Resumen
Este estudio investiga el comportamiento sísmico de dos grupos de edificios existentes de hormigón armado (RC): aquellos diseñados y construidos de acuerdo con normas antiguas (edificios RC pre-code) y aquellos diseñados y construidos conforme a los requisitos de los códigos sísmicos actuales (edificios RC moderate-code). Reconociendo la posible vulnerabilidad sísmica de estas estructuras, esta investigación tiene como objetivo desarrollar curvas de fragilidad para evaluar probabilísticamente su comportamiento sísmico. Se emplean el análisis no lineal de historia temporal (NTHA) y el análisis dinámico incremental (IDA), considerando las relaciones de deriva entre pisos (%ISDR) como parámetros clave de demanda de ingeniería. Estos parámetros se utilizan para relacionar la respuesta estructural con las intensidades del movimiento del terreno (PGA) en diferentes niveles de amenaza, incluidos el Service Level Earthquake (SLE), el Design Basic Earthquake (DBE) y el Maximum Considered Earthquake (MCE). Se utilizan once conjuntos de movimientos sísmicos, seleccionados de la base de datos PEER y ajustados al espectro objetivo de respuesta de Yangon, para simular la carga sísmica. Se analiza un pórtico representativo de hormigón armado de 12 pisos con dos relaciones de aspecto en planta, considerando las no linealidades del material y de la geometría. Se definen cinco estados límite de desempeño (Fully Operational, Immediate Occupancy, Damage Control, Life Safety y Collapse Prevention) con base en FEMA 356. Las curvas de fragilidad desarrolladas proporcionan información valiosa sobre la vulnerabilidad sísmica de las estructuras existentes de hormigón armado, contribuyendo al desarrollo de estrategias eficaces para la mitigación del riesgo sísmico y mejorando la resiliencia de las áreas urbanas.
Keywords: Non-linear time history analysis; Incremental dynamic analysis; Percent inter-story drift ratios; Peak ground acceleration; Fragility curves
Palabras clave: Análisis no lineal de historia temporal; Análisis dinámico incremental; Porcentaje de deriva entre pisos; Aceleración máxima del terreno; Curvas de fragilidad
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
Estabilización de suelo laterítico utilizando cemento y cal para la construcción de carreteras
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.
Resumen
En los países en desarrollo, las rocas trituradas se utilizan principalmente en las capas de subbase y base para la construcción de carreteras. Como consecuencia de los elevados precios del combustible y de los largos tiempos de transporte, especialmente desde Mokepalin, situada a 92 millas de Yangon, los altos costos de los agregados de roca triturada para la construcción de carreteras en Myanmar se han convertido en una preocupación importante. Debido al consumo de energía y a las emisiones de carbono, esta dependencia de fuentes remotas provoca un aumento de los costos de construcción, retrasos en los proyectos y degradación ambiental. En Yangon también se dispone de materiales marginales locales (suelo laterítico) en los municipios de Hmawbi, Hlegu, Taikkyi y Twantay. De acuerdo con las propiedades de ingeniería del suelo en términos del CBR, el suelo laterítico de Hmawbi es casi igual al de Mokepalin. Por lo tanto, el suelo laterítico de Hmawbi fue seleccionado como material de estudio de caso para esta investigación con el fin de reducir costos y lograr una alternativa más económica. Para evaluar las propiedades de ingeniería del suelo, se realizaron ensayos de laboratorio que incluyeron análisis granulométrico, límites de Atterberg, UCS, compactación y ensayo CBR. El propósito de este trabajo es estabilizar suelos lateríticos para su posible utilización como materiales de subbase y base de carreteras en sustitución de las rocas trituradas. Los resultados mostraron que un contenido del 2% de cemento y cal cumplió con los requisitos para la subbase, con valores de Resistencia a la Compresión No Confinada (UCS) de 0.75 MPa y 1.75 MPa, de acuerdo con los Joint Departments of the Army and Air Force, y que un contenido del 16% de cemento satisfizo los requisitos para la base de carretera con un valor de UCS de 5.36 MPa. Se encontró que la mezcla de suelo y cal no era adecuada para la base de carretera. El suelo laterítico estabilizado con cemento demostró ser más resistente, más duradero y mejor que la mezcla de suelo y cal para la construcción de carreteras.
Keywords: Lateritic soil; CBR; UCS; Stabilization
Palabras clave: Suelo laterítico; CBR; UCS; Estabilización
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
Estudio experimental sobre las propiedades de amortiguamiento del hormigón bajo vibración libre con diferentes residuos de neumáticos
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.
Resumen
La eliminación de neumáticos de desecho plantea desafíos ambientales, por lo que su reciclaje en forma de caucho granulado (crumb rubber) constituye una solución sostenible, especialmente en los países en desarrollo. Además, el hormigón tiende a ser frágil, y la incorporación de caucho granulado mejora su capacidad de absorción de energía, lo que puede contribuir a reducir dicha fragilidad. Este estudio examina los efectos de sustituir los agregados finos por caucho granulado en proporciones del 5% y 10% sobre las propiedades del hormigón. Se utilizaron dos tipos de caucho granulado: caucho granulado de baja calidad y caucho granulado de alta calidad tratado con solución de CH3COOH. Los resultados muestran que un contenido del 5% de caucho granulado mejora la resistencia a la compresión y el módulo de elasticidad, mientras que estas propiedades disminuyen con una sustitución del 10%. Los ensayos de vibración libre utilizando el método del decremento logarítmico mostraron que un mayor contenido de caucho incrementa la relación de amortiguamiento, siendo la sustitución del 10% la que proporciona la mejor disipación de energía. La simulación mediante ANSYS Workbench validó los resultados experimentales, mostrando que las frecuencias naturales y los comportamientos carga-desplazamiento coincidían estrechamente con los resultados experimentales. El uso de un 5% de caucho granulado mejora la resistencia a la compresión, el amortiguamiento y la absorción de energía, haciendo que el hormigón sea más versátil. Esta alternativa respetuosa con el medio ambiente favorece la construcción sostenible al tiempo que aborda el problema de la eliminación de neumáticos de desecho, destacando su potencial para aplicaciones sometidas a cargas dinámicas.
Keywords: Waste tires; Crumb rubber; Concrete properties; Energy absorption; Eco-friendly
Palabras clave: Neumáticos de desecho; Caucho granulado; Propiedades del hormigón; Absorción de energía; Ecológico
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
Estudio experimental sobre la reducción de la resistencia debido a la corrosión en losas de hormigón armado con y sin fibras de acero
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.
Resumen
La corrosión afecta significativamente el deterioro de los elementos estructurales de hormigón armado, comprometiendo gravemente su resistencia y durabilidad, especialmente en regiones con fuertes precipitaciones y exposición en zonas costeras. En la actualidad, las fibras de acero se utilizan cada vez más en la industria de la construcción debido a su mayor durabilidad, resistencia al agrietamiento y mejor desempeño estructural, por lo que se ha enfatizado la necesidad de realizar más investigaciones. Además, la mayoría de los estudios previos se han centrado en los daños por corrosión en losas y vigas de hormigón armado; por ello, se requieren investigaciones adicionales para estudiar el comportamiento de la corrosión en losas de hormigón armado (RC) con fibras de acero y la susceptibilidad de las fibras de acero a la corrosión. Este estudio tiene como objetivo evaluar experimentalmente el impacto de la corrosión sobre la resistencia a la flexión y la durabilidad de losas de hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) en comparación con losas convencionales de hormigón armado (RC). Se aplicó un proceso de corrosión acelerada utilizando una solución electrolítica de cloruro de sodio al 5% y una salida de 5 V durante 240 días. Los niveles de corrosión en las losas se evaluaron mediante la técnica Cor-Map. Los resultados indicaron que las losas SFRC presentaron niveles de corrosión más elevados que las losas RC convencionales, probablemente debido al aumento del área expuesta por la distribución de las fibras de acero. Los resultados de los ensayos experimentales de resistencia a la flexión mostraron que el porcentaje de reducción de la resistencia a la flexión de la losa SFRC fue mayor que el de la losa RC convencional después de la corrosión. Aunque las losas SFRC presentaron una corrosión más rápida debido a la presencia de fibras de acero, la corrosión de las fibras no contribuyó a la corrosión de las barras principales de acero, y estas losas mostraron un mejor desempeño que las losas RC convencionales en términos de resistencia a la flexión y resistencia al agrietamiento tanto antes como después de la corrosión. De acuerdo con esta investigación experimental, el comportamiento de la corrosión de las fibras de acero en losas RC es bien conocido, y se demostró que las fibras de acero pueden utilizarse eficazmente en losas RC. Estos resultados proporcionan una referencia valiosa para evaluar la capacidad residual de las losas existentes de hormigón reforzado con fibras de acero afectadas por la corrosión.
Keywords: Accelerated corrosion; Corrosion level; Flexural strength; Strength reduction
Palabras clave: Corrosión acelerada; Nivel de corrosión; Resistencia a la flexión; Reducción de la resistencia
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
Análisis de las tendencias y la variabilidad de los índices de frecuencia e intensidad de la precipitación en Myanmar durante el período 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.
Resumen
En este estudio se realizó un análisis de los índices de precipitación extrema a largo plazo utilizando datos diarios de observación procedentes de 38 estaciones en Myanmar correspondientes al período de 1985 a 2020. Se analizaron tres índices de frecuencia y seis índices de intensidad de la precipitación utilizando el software RClimDex. Se empleó la prueba de Mann-Kendall, junto con el método de la pendiente de Sen, para determinar las tendencias y la magnitud de los índices extremos. Los patrones de distribución espacial variaron entre las diferentes regiones fisiográficas, y entre el 63% y el 76% de las estaciones mostraron tendencias crecientes en diversos índices. Los días secos consecutivos presentaron tendencias crecientes en las regiones montañosas, mientras que los días húmedos consecutivos mostraron tendencias decrecientes en esas mismas regiones. En cuanto a la precipitación máxima en un día, el 45% de las estaciones presentó tendencias crecientes, de las cuales el 5% fueron estadísticamente significativas. La Región Montañosa Occidental mostró tendencias crecientes en los días extremadamente húmedos, mientras que las demás regiones experimentaron tendencias mixtas. Estos resultados destacan la necesidad de una ingeniería y gestión adaptativas de los recursos hídricos para abordar los cambios localizados en las tendencias de precipitación que afectan las inundaciones y las sequías en Myanmar.
Keywords: precipitation; RClimDex; extreme indices; rainfall
Palabras clave: Precipitación; RClimDex; Índices extremos; Lluvia
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
Localización de matrículas de vehículos mediante el método adaptativo de coincidencia de plantillas Euler
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.
Resumen
La detección de matrículas de vehículos (LP) desempeña un papel importante en los sistemas inteligentes de transporte y en los modernos sistemas inteligentes de control del tráfico. Aunque el método tradicional de coincidencia de plantillas es sencillo y fácil de implementar para la detección de LP, resulta menos favorable que los métodos más avanzados debido a su costo de procesamiento. Por ello, este estudio propone un innovador método de coincidencia de plantillas denominado adaptive Euler-template matching method para la detección de LP. Se proponen dos modelos diferentes de plantilla Euler y un nuevo concepto de coincidencia. El método propuesto se evalúa mediante la detección de LP en un total de 150 imágenes de prueba. Posteriormente, el rendimiento del método propuesto se compara con el de algunos métodos existentes. El método propuesto alcanza una precisión del 96% utilizando la plantilla Euler (modelo-A) y del 96.7% utilizando la plantilla Euler (modelo-B). El tiempo promedio de procesamiento del método propuesto es de 0.303 s. Los resultados muestran que la plantilla Euler (modelo-B) es más eficaz para la detección de LP. En este estudio también se presentan observaciones más detalladas y, finalmente, se ofrecen recomendaciones para futuros trabajos.
Keywords: euler-template; adaptive template matching; license plate localizing; smart traffic control; automatic recognition system
Palabras clave: Plantilla Euler; Coincidencia adaptativa de plantillas; Localización de matrículas de vehículos; Control inteligente del tráfico; Sistema de reconocimiento 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
Diseño y desarrollo de un sistema doméstico de monitoreo y purificación de la calidad del aire 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.
Resumen
El asma sigue siendo un importante problema de salud en Filipinas, donde aproximadamente una de cada diez personas vive con esta enfermedad. Entre sus desencadenantes más comunes se encuentran las partículas finas en suspensión, como PM2.5 y PM10, que pueden agravar fácilmente los síntomas y afectar la vida cotidiana. En respuesta a este problema, desarrollamos un sistema doméstico de gestión de la calidad del aire destinado a ayudar a las personas con asma a mantener condiciones interiores más seguras. El sistema está equipado con un controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID), que permite al purificador responder de manera más inteligente mediante el monitoreo de la calidad del aire en tiempo real y el ajuste de su funcionamiento antes de que las condiciones se vuelvan inseguras. Para evaluar esta función, se instaló un prototipo en un dormitorio y se introdujeron pequeñas cantidades de humo para simular la contaminación. En ambas configuraciones, una con control PID y otra sin él, el purificador redujo con éxito los niveles de partículas y devolvió el Índice de Calidad del Aire (AQI) a su valor base de 79–81. La diferencia clave fue que el sistema controlado por PID reaccionó de forma anticipada, activando el purificador antes de que se superaran los umbrales establecidos. Esto redujo el tiempo de exposición a una mala calidad del aire y produjo resultados más estables en general. Estos hallazgos demuestran que la incorporación de un controlador PID puede mejorar la fiabilidad y la eficacia de los purificadores de aire domésticos, proporcionando un apoyo práctico a las personas que controlan el asma en sus hogares.
Keywords: Air Quality Index; PID Controller; PM2.5; PM10
Palabras clave: Índice de Calidad del Aire; 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
Una aplicación móvil basada en un algoritmo de detección de objetos para clasificar la madurez de las cerezas 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.
Resumen
La clasificación precisa de las cerezas de café según su grado de madurez es esencial para mejorar la eficiencia de la cosecha y garantizar una producción de café de alta calidad. La clasificación manual tradicional requiere mucha mano de obra y produce resultados inconsistentes, por lo que se necesita una solución automatizada. Este estudio aborda este desafío mediante el desarrollo de una aplicación móvil que utiliza un algoritmo de detección de objetos para clasificar las cerezas de Coffea canephora (Robusta) en cuatro categorías de madurez: inmadura, semimadura, madura y sobremadura. La aplicación utiliza la cámara de un teléfono inteligente para capturar imágenes, las cuales son analizadas posteriormente por un modelo de aprendizaje profundo entrenado con 1,200 imágenes anotadas para clasificar las cerezas de café en tiempo real. El rendimiento del modelo de visión por computadora YOLOv5 se evaluó utilizando un conjunto de validación (400 imágenes) y un conjunto de prueba (400 imágenes), garantizando una representación equilibrada de todos los niveles de madurez. La aplicación alcanzó una precisión global de clasificación del 95.63%, con la mayor precisión para las cerezas inmaduras (98.50%), seguidas por las semimaduras (94.75%), maduras (94.75%) y sobremaduras (94.50%). Estos resultados demuestran la eficacia de integrar la tecnología móvil con un algoritmo de detección de objetos para la clasificación en campo de la madurez de las cerezas de café. La aplicación desarrollada tiene potencial para mejorar la eficiencia de la cosecha, optimizar el control de calidad y apoyar la toma de decisiones en la industria cafetera. Los trabajos futuros deberían centrarse en ampliar el conjunto de datos, perfeccionar el modelo de clasificación e implementar el sistema en microcontroladores para permitir un sistema automático de clasificación, reduciendo así la carga de trabajo de los agricultores y proporcionando una solución integral para las comunidades locales de la región de Bukidnon.
Keywords: ripeness classification; YOLOv5; coffee cherries; robusta coffee
Palabras clave: Clasificación de la madurez; YOLOv5; Cerezas 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
Detección de componentes faltantes en una PCB mediante procesamiento de imágenes
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.
Resumen
La inspección manual de los componentes de las PCB suele ser imprecisa e ineficiente debido a los errores humanos, lo que representa un riesgo significativo para el control de calidad en los sistemas electrónicos. Este estudio utilizó YOLOv8, un modelo de detección de objetos de última generación, para la inspección de PCB. El sistema, reconocido por su velocidad y precisión, alcanzó una notable tasa de exactitud del 98.3% en un total de 773 instancias correspondientes a seis clases de componentes. El rendimiento del sistema se evaluó bajo diversas condiciones, obteniendo una exactitud del 98% en condiciones ideales y del 96% en condiciones no ideales. Las tasas de error aumentaron del 1% en condiciones ideales al 3% en condiciones no ideales, lo que indica su sensibilidad a los factores ambientales. La retroalimentación de estudiantes, técnicos e instructores destacó el potencial del sistema, con puntuaciones medias de 4.8 en precisión, 4.7 en funcionalidad, 4.8 en fiabilidad y 4.7 en facilidad de uso. Los resultados revelan que el sistema es una herramienta confiable para la verificación de PCB. Sin embargo, una resolución óptima de la cámara y los límites de tamaño son factores cruciales para realizar inspecciones eficaces e identificar correctamente los componentes. Esta investigación tiene el potencial de mejorar significativamente la eficiencia y la precisión de los procesos de control de calidad en la industria de fabricación de productos electrónicos.
Keywords: electronic components; accuracy; YOLO; PCB; object detection
Palabras clave: Componentes electrónicos; Precisión; YOLO; PCB; Detección 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
Análisis de la influencia de algunos factores en la distribución de la temperatura y la durabilidad de los neumáticos
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.
Resumen
El aumento de la velocidad de operación de los vehículos impone mayores exigencias térmicas y mecánicas a los neumáticos de automóviles, por lo que la evaluación de su comportamiento bajo diferentes condiciones de velocidad es esencial para garantizar la seguridad y la durabilidad. Este estudio investiga los efectos de la velocidad, la carga y la presión de inflado sobre la distribución de la temperatura y la durabilidad del neumático Bridgestone ECOPIA EP150 mediante simulación numérica en Ansys Workbench. Los resultados indican que la región del hombro del neumático presenta la temperatura más elevada, la cual aumenta con el incremento de la velocidad del vehículo. La presión de inflado y la carga vertical influyen significativamente en el área de contacto y en la distribución de esfuerzos. Se identificó una presión de inflado de 34 psi como la condición óptima, ya que limita la generación localizada de calor y mantiene la durabilidad del neumático bajo condiciones reales de operación. Los resultados proporcionan una guía práctica para la selección y el uso de neumáticos, particularmente en climas tropicales, y contribuyen a mejorar la seguridad y la eficiencia operativa. Además, el enfoque basado en simulación demuestra la eficacia del análisis numérico como una herramienta predictiva para evaluar el rendimiento de los neumáticos bajo condiciones operativas complejas, reduciendo la dependencia de extensos ensayos experimentales.
Keywords: temperature tire; pressure; velocity; tire-road; structure tire
Palabras clave: Temperatura del neumático; Presión; Velocidad; Interacción neumático-carretera; Estructura del neumático
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
Diseño, análisis CFD y validación experimental de una turbina hidrocinética con conducto NACA 4415 para aplicaciones en ríos de baja velocidad
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.
Resumen
Las turbinas hidrocinéticas representan una solución prometedora para la generación de energía renovable en ríos de baja velocidad donde los sistemas hidroeléctricos convencionales no son técnica ni económicamente viables. A pesar del creciente interés en las turbinas hidrocinéticas con conducto, la validación experimental de turbinas que emplean el perfil aerodinámico NACA 4415 bajo condiciones de ríos de bajo caudal sigue siendo limitada. Este estudio presenta el diseño, el análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) y la validación experimental de una turbina hidrocinética de eje horizontal con conducto que utiliza el perfil aerodinámico NACA 4415, optimizada específicamente para aplicaciones en ríos de baja velocidad. Se realizaron simulaciones numéricas y experimentos de campo para velocidades del agua comprendidas entre 0.89 y 1.03 m/s con el fin de evaluar el rendimiento de la turbina en términos de velocidad de rotación, par, potencia de salida y coeficiente de potencia. Los resultados indican que la turbina con conducto de cuatro palas alcanzó una potencia máxima experimental de 67 W a una velocidad de flujo de 1.03 m/s, correspondiente a un coeficiente de potencia de 0.32. La configuración con difusor mejoró la aceleración del flujo y la velocidad de rotación en comparación con las predicciones teóricas y las simulaciones numéricas, aunque se observaron discrepancias en el rendimiento debido a pérdidas hidrodinámicas e ineficiencias mecánicas. En conjunto, los resultados demuestran la viabilidad y la eficacia de las turbinas hidrocinéticas con conducto NACA 4415 para la generación descentralizada de energía renovable en entornos fluviales de bajo caudal, aportando valiosos datos experimentales para el desarrollo y la optimización de sistemas hidrocinéticos de pequeña escala.
Keywords: energy sufficiency and security; hydrokinetic turbine; renewable energy; diffuser-augmented; clean energy
Palabras clave: Suficiencia y seguridad energética; Turbina hidrocinética; Energía renovable; Difusor aumentado; Energía limpia
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
Desarrollo de un marco de promoción basado en robótica para la ingeniería electrónica utilizando un enfoque integrado 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.
Resumen
La Ingeniería Electrónica (ECE) sigue siendo estratégicamente importante para la capacidad tecnológica nacional y el desarrollo de la fuerza laboral en Filipinas; sin embargo, el interés de los estudiantes por esta disciplina suele ser limitado y carece de una estructura adecuada. Aunque la robótica educativa se ha asociado ampliamente con resultados positivos relacionados con STEM, son menos los estudios que han analizado la robótica como una estrategia de promoción específica para una disciplina, y aún menos los que han traducido los atributos de la robótica valorados por los estudiantes en un marco estructurado para promover una disciplina de ingeniería en particular. Para abordar esta brecha, este estudio desarrolló un Marco de Promoción Basado en Robótica para la Ingeniería Electrónica utilizando un enfoque integrado del Modelo KANO, el Análisis de Importancia-Desempeño (IPA) y el Despliegue de la Función de Calidad (QFD), dentro de un diseño de desarrollo de marcos basado en métodos mixtos y múltiples fases. En la Fase 1 se analizaron 25 atributos relacionados con el aprendizaje de la robótica. Los resultados del modelo KANO identificaron tres atributos atractivos: construcción práctica de robots, integración de sensores y actividades para fortalecer la confianza. El análisis Better–Worse mostró los mayores incrementos de satisfacción para kits de robótica asequibles (56.19%), integración de sensores (55.56%) y construcción práctica de robots (55.14%), mientras que el mayor riesgo de insatisfacción se encontró en módulos y tutoriales de aprendizaje claros (-23.36%). El análisis IPA mostró que 14 atributos se ubicaban en el Cuadrante I, mientras que únicamente la robótica centrada en la comunidad (F22) se situó en el Cuadrante II, identificándose como el área principal de mejora. El análisis QFD clasificó en primer lugar el Ecosistema de Robótica Experiencial (64.5422; 22.32%), seguido por el Marco Curricular Estructurado (54.9790; 19.02%), el Desarrollo del Profesorado (31.5294; 10.91%) y la Mentoría y los Vínculos con la Industria (30.0270; 10.39%). En la Fase 2, los resultados piloto mostraron incrementos positivos en las medias de los cinco dominios evaluados, con una media global que aumentó de 3.02 a 3.44. El estudio produjo un marco de promoción fundamentado en la teoría, centrado en el estudiante y basado en datos, cuyos resultados piloto proporcionan evidencia preliminar de su relevancia práctica.
Keywords: electronics engineering; robotics-based advocacy; educational robotics; industry 4.0; importance performance analysis
Palabras clave: Ingeniería electrónica; Promoción basada en robótica; Robótica educativa; Industria 4.0; Análisis de importancia-desempeño
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
Evaluación del rendimiento del biodiésel derivado de aceite de cocina usado mediante etanol en un sistema comercial de quemador de tiro forzado
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.
Resumen
La eliminación inadecuada del aceite de cocina usado (WCO) representa importantes desafíos ambientales; sin embargo, su potencial como combustible renovable continúa estando subutilizado. Este estudio optimizó la conversión del WCO en biodiésel mediante un proceso de esterificación y transesterificación en dos etapas, y evaluó su rendimiento en un sistema comercial de quemador comparándolo con el gas licuado de petróleo (LPG). El proceso empleó una esterificación catalizada por ácido seguida de una transesterificación alcalina utilizando etanol e hidróxido de potasio, con relaciones molares etanol-aceite de 11:1, 12:1 y 13:1. La relación 13:1 se identificó como la óptima, obteniéndose 165.85 g de biodiésel crudo por cada 100 g de aceite con una menor formación de glicerol. La caracterización fisicoquímica reveló un punto de inflamación de 160°C y un poder calorífico de 35.65 MJ/kg, cumpliendo los principales requisitos de la norma ASTM D6751. No obstante, la densidad de 0.9756 g/mL superó el rango estándar, lo que sugiere la presencia de etanol residual y la necesidad de mejorar la purificación posterior al tratamiento. Las pruebas de rendimiento mostraron que el quemador alimentado con biodiésel calentó 1 L de agua en 381.33 s, en comparación con los 420.67 s requeridos por el LPG, demostrando un mejor desempeño térmico. El sistema alcanzó una eficiencia térmica del 19.46% y un consumo específico de combustible de 1.48 MJ/L. El análisis de emisiones confirmó una combustión completa, con niveles de monóxido de carbono de 22.3 ppm y emisiones nulas de hidrocarburos. El mejor rendimiento se atribuye al uso de un sistema de quemador de tiro forzado, que mejora la atomización del combustible y la estabilidad de la combustión. En conjunto, los resultados demuestran que el WCO transesterificado constituye una alternativa viable y más limpia a los combustibles fósiles convencionales, ofreciendo una solución práctica de valorización energética de residuos para aplicaciones comerciales de cocción a pequeña escala.
Keywords: waste cooking oil; biodiesel; ethanol-based transesterification; forced-draft burner; combustion performance
Palabras clave: Aceite de cocina usado; Biodiésel; Transesterificación basada en etanol; Quemador de tiro forzado; Rendimiento de la combustión
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
Rendimiento del intervalo extendido de cambio del aceite para motores diésel SAE 15W40 CI-4 bajo operaciones en 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.
Resumen
El aceite del motor desempeña un papel fundamental para garantizar un funcionamiento eficiente del motor y prolongar su vida útil al reducir la fricción, disipar el calor y proteger los componentes contra el desgaste. Este estudio evalúa el rendimiento del aceite mineral multigrado para motores diésel SAE 15W40 operado más allá del intervalo de cambio recomendado por el fabricante del equipo original bajo diferentes condiciones de terreno. Cuatro autobuses de pasajeros equipados con motores Yuchai, Weichai y Cummins fueron sometidos a una prueba en carretera de 20,000 kilómetros que incluyó recorridos en terrenos planos e inclinados, sin reemplazo del aceite ni del filtro. La condición del aceite se evaluó mediante métodos ASTM estandarizados para determinar la viscosidad cinemática y el Número Base Total (TBN). Los valores de viscosidad tanto a 40°C como a 100°C permanecieron dentro de los límites aceptables durante todo el intervalo extendido. Los valores de TBN se mantuvieron por encima del 50% del valor inicial del aceite nuevo, lo que indica la conservación de la reserva de alcalinidad y la eficacia de los aditivos. Estos resultados demuestran que el aceite para motores diésel SAE 15W40 puede mantener su integridad funcional hasta los 20,000 km bajo condiciones mixtas de terreno.
Keywords: diesel engine oil; extended drain interval; oil condition monitoring; viscosity; TBN
Palabras clave: Aceite para motores diésel; Intervalo extendido de cambio de aceite; Monitoreo de la condición del aceite; Viscosidad; 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
Riego inteligente para el hogar: un sistema automatizado de riego por goteo alimentado por energía solar, basado en Wi-Fi y con monitoreo en tiempo real de la humedad del suelo
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.
Resumen
El riego manual en la jardinería doméstica suele provocar un suministro de agua inconsistente, un esfuerzo laboral innecesario y un uso ineficiente del agua. Este estudio desarrolló y evaluó un sistema automatizado de riego por goteo alimentado por energía solar, basado en Wi-Fi y con monitoreo en tiempo real de la humedad del suelo para jardines domésticos de pequeña escala. El prototipo integró un microcontrolador ESP32, sensores capacitivos de humedad del suelo, un sensor de pH, sensores de nivel tipo flotador, válvulas solenoides, bombas de corriente continua (DC), un panel solar de 150 W, una batería de 12.8 V y 100 Ah, y una aplicación móvil basada en Android. Se utilizaron cuatro parcelas de cultivo para evaluar el riego automatizado, el monitoreo de la humedad del suelo, el monitoreo del pH del agua, la detección del nivel del tanque, el monitoreo del drenaje y el control mediante la aplicación móvil. El rendimiento del sistema se evaluó mediante un seguimiento de las plantas durante 15 días y un registro de datos durante 5 días. Los resultados mostraron que el sistema suministró agua únicamente cuando la humedad del suelo descendía por debajo del umbral establecido, evitando la activación innecesaria de la bomba. Las evaluaciones realizadas por 20 docentes, expertos en tecnologías de la información, agrónomos y agricultores otorgaron calificaciones excelentes en funcionalidad (4.81), rendimiento (4.74) y facilidad de uso (4.89), con una media general de 4.81. El estudio demuestra una solución de riego de bajo costo, basada en energías renovables y controlada mediante dispositivos móviles, adecuada para la jardinería doméstica.
Keywords: automated drip system; ESP32; smart irrigation; soil moisture sensing; solar-powered system
Palabras clave: Sistema automatizado de riego por goteo; ESP32; Riego inteligente; Monitoreo de la humedad del suelo; Sistema alimentado por energía 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). https://doi.org/10.58712/ie.v3i2.46
Economic influence of corrosion on mild steel in an industrial setup: An overview
Influencia económica de la corrosión en el acero dulce en entornos industriales: una visión general
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.
Resumen
La mayoría de las industrias manufactureras de todo el mundo enfrentan numerosos problemas relacionados con la corrosión. Contaminantes como el CO2 y el H2S, que deterioran las tuberías y los componentes de maquinaria fabricados con acero dulce, constituyen uno de los principales desafíos para estas industrias. La corrosión es un proceso generalizado y económicamente perjudicial que afecta de manera significativa las operaciones industriales, siendo el acero dulce particularmente susceptible debido a su amplio uso y su reactividad inherente. Este artículo examina la influencia económica multifacética de la corrosión del acero dulce en un entorno industrial, distinguiendo entre costos directos e indirectos. La carga económica directa incluye los gastos asociados con el mantenimiento frecuente, la reparación y el reemplazo prematuro de los activos corroídos, así como los costos de capital derivados del sobrediseño y de la implementación de medidas de control de la corrosión. Los costos indirectos, que a menudo son más elevados y difíciles de cuantificar, comprenden las pérdidas ocasionadas por la interrupción de la producción, la disminución de la eficiencia operativa, la contaminación de los productos y la limpieza ambiental. Mediante la síntesis de datos procedentes de diversos sectores industriales, este trabajo destaca que el costo total de la corrosión representa un porcentaje considerable del Producto Interno Bruto (PIB) de un país. La gestión proactiva de la corrosión, que incluye el uso estratégico de recubrimientos, la protección catódica y la selección adecuada de materiales, se identifica como un factor clave para mitigar estas pérdidas económicas y mejorar la longevidad, la seguridad y la rentabilidad de la infraestructura industrial.
Keywords: corrosion; economics; mild steel; maintenance and environment
Palabras clave: Corrosión; Economía; Acero dulce; Mantenimiento y medio 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
