Optimización del framework de paralelización de tareas COMPSs

El propósito de este trabajo es optimizar el sistema de gestión de workflows COMPSs caracterizando el comportamiento de diferentes dispositivos de memoria a nivel de consumo energético y tiempo de ejecución. Para llevar a cabo este propósito, se ha implementado un servicio de caché para COMPSs para conseguir que sea consciente de la jerarquía de memoria y se han realizado múltiples experimentos para caracterizar los dispositivos de memoria y las mejoras en el rendimiento.

Why Catalonia will see its energy metabolism increase in the near future: an application of MuSIASEM

This paper applies the so-called Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) to the economy of the Spanish region of Catalonia. By applying Georgescu-Roegen's fund-flow model, it arrives at the conclusion that within a context of the end of cheap oil, the current development model based on the growth of low productivity sectors such as services and construction must change. The change is needed not only because of the increasing scarcity of affordable energy carriers, or because of the increasing environmental impact that the present development represents, but also because of an ageing population that demands labour productivity gains. This will imply industry requiring more energy consumption per worker in order to increase its productivity, and therefore its competitiveness. Thus, we conclude that energy intensity, and exosomatic energy metabolism of Catalonia will increase dramatically in the near future unless major conservation efforts are implemented in both the household and transport sectors.

Anàlisi ambiental de La Pleta: oficina tècnica del Parc del Garraf

En aquest projecte s’ha analitzat la viabilitat de l’autosuficiència de la Pleta, l’oficina tècnica del Parc del Garraf, a partir de diferents recursos renovables. S’ha realitzat un estudi del consum hídric i energètic i de la generació de residus per tal d’avaluar les deficiències de cada sistema, per poder-hi aplicar les mesures pertinents. Els resultats obtinguts mostren que un 40% de l’aigua que es consumeix a l’edifici prové dels camions cisterna que la subministren. Per tant, la principal proposta de millora va encaminada a reduir aquest volum d’aigua i per aconseguir-ho, es proposa augmentar la superfície de recollida d’aigua de pluja aprofitant la zona pavimentada del pati de magatzems. Les altres propostes intentaran reduir el volum total d’aigua consumida, com per exemple canviar el filtre actual de les aixetes per airejadors que permeten estalviar fins a un 50% d’aigua, instal·lar cisternes de volum inferior o posar en funcionament el reg per degoteig instal·lat actualment a la Pleta però que no es troba en funcionament. Pel que fa a l’energia hi ha dues fonts, el gasoil i les plaques FV. En quant al gasoil cal diferenciar entre el consum del generador per produir electricitat i el consum de la caldera per la calefacció. Un cop estudiat el sistema s’ha obtingut que les plaques solars FV aconsegueixen produir el 73% de l’electricitat demandada a la Pleta, la resta de l’electricitat la proporciona el generador. El principal problema, però és el gran consum de gasoil per la calefacció. Les millores proposades per a solucionar aquesta problemàtica pretenen millorar l’eficiència de la instal·lació de plaques solars FV col·locant més panells solars i disminuir el consum de gasoil per part de la calefacció, ja sigui millorant l’eficiència energètica i/o canviant la font d’energia per biomassa. En el cas de residus s’ha observat que es produeixen 3.283 kg/any, sent el rebuig la fracció més important. Per tal de reduir el volum de residus generats, es pretén fomentar la utilització d’estris reutlilitzables i el correcte reciclatge, substituint les papereres actuals dels despatxos per les de paper i posant cartells informatius o indicatiu en els llocs adients.

Going beyond energy intensity to understand the energy metabolism of nations: the case of Argentina

The link between energy consumption and economic growth has been widely studied in the economic literature. Understanding this relationship is important from both an environmental and a socio-economic point of view, as energy consumption is crucial to economic activity and human environmental impact. This relevance is even higher for developing countries, since energy consumption per unit of output varies through the phases of development, increasing from an agricultural stage to an industrial one and then decreasing for certain service based economies. In the Argentinean case, the relevance of energy consumption to economic development seems to be particularly important. While energy intensity seems to exhibit a U-Shaped curve from 1990 to 2003 decreasing slightly after that year, total energy consumption increases along the period of analysis. Why does this happen? How can we relate this result with the sustainability debate? All these questions are very important due to Argentinean hydrocarbons dependence and due to the recent reduction in oil and natural gas reserves, which can lead to a lack of security of supply. In this paper we study Argentinean energy consumption pattern for the period 1990-2007, to discuss current and future energy and economic sustainability. To this purpose, we developed a conventional analysis, studying energy intensity, and a non conventional analysis, using the Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) accounting methodology. Both methodologies show that the development process followed by Argentina has not been good enough to assure sustainability in the long term. Instead of improving energy use, energy intensity has increased. The current composition of its energy mix, and the recent economic crisis in Argentina, as well as its development path, are some of the possible explanations.

Italy's urban waste metabolism

The problem of waste management is causing growing concern due to increasing generation rates, the emissions into soil, water and air, the social conflicts derived from the election of disposal sites and the loss of resources and energy among others. In this work, an innovative methodology is used to enable a better understanding of the waste generation and management system in Italy. Two new waste indicators are built to complement the conventional indicators used by official statistics. Then a multi-scale analysis of the Density of Waste Disposed (DWD) is carried out to highlight the territorial diversity of waste performances and test its contribution to detect plausible risky areas. Starting from Italian regions, the scale down goes on to the provincial level and, only for the region of Campania, the municipal one. First, the analysis shows that the DWD is able to complement the information provided by the conventional waste indicators. Second, the analysis shows the limitations of using a unique institutional solution to waste management problems. In this sense the multi-scale analysis provides with a more realistic picture of Italian waste system than using a single scale.

Pla d'acció d'energia sostenible al monestir tibetà Sakya Tashi Ling

El Monestir Budista del Garraf presenta un Pla Executiu per a l’ampliació del monestir. Amb la finalitat de millorar l’eficiència energètica en el futur monestir, s’estima el consum en compliment amb alguns criteris del Decret d’Ecoeficiència. Posteriorment, es realitza una comparació del consum actual del sistema amb l’estimat, analitzant les dades de manera global i per subsistemes. Mitjançant la realització d’un inventari del consum actual, l’estimació del consum futur, l’eficiència energètica i els potencials de captació d’energies renovables, es realitza un estudi per la implantació d’energies renovables al monestir. Es realitzen i s’avaluen les propostes per tal d’augmentar l’estalvi energètic del monestir i disminuir l’impacte ambiental. Es realitza l’estudi de dos escenaris energètics: el cobriment del 20% de la demanda energètica amb energies renovables (Pacte d’Alcaldes) i l’abastiment complet del consum amb energies renovables. Valorant diferents criteris ambientals, socials i econòmics es recomanen propostes per la seva aplicació.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Econometrics on GPUs

A graphical processing unit (GPU) is a hardware device normally used to manipulate computer memory for the display of images. GPU computing is the practice of using a GPU device for scientific or general purpose computations that are not necessarily related to the display of images. Many problems in econometrics have a structure that allows for successful use of GPU computing. We explore two examples. The first is simple: repeated evaluation of a likelihood function at different parameter values. The second is a more complicated estimator that involves simulation and nonparametric fitting. We find speedups from 1.5 up to 55.4 times, compared to computations done on a single CPU core. These speedups can be obtained with very little expense, energy consumption, and time dedicated to system maintenance, compared to equivalent performance solutions using CPUs. Code for the examples is provided.

Free-and open source software for a course on network management: authoring and enactment of scripts based on collaborative learning strategies

This paper describes a Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) case study in engineering education carried out within the context of a network management course. The case study shows that the use of two computing tools developed by the authors and based on Free- and Open-Source Software (FOSS) provide significant educational benefits over traditional engineering pedagogical approaches in terms of both concepts and engineering competencies acquisition. First, the Collage authoring tool guides and supports the course teacher in the process of authoring computer-interpretable representations (using the IMS Learning Design standard notation) of effective collaborative pedagogical designs. Besides, the Gridcole system supports the enactment of that design by guiding the students throughout the prescribed sequence of learning activities. The paper introduces the goals and context of the case study, elaborates onhow Collage and Gridcole were employed, describes the applied evaluation methodology, anddiscusses the most significant findings derived from the case study.

Energy as an indicator of modernisation in Latin America by 1925

In absence of comparable macroeconomic indicators for most of the Latin American economiesbeyond the 1930s, this paper presents an estimate of the apparent consumption per head of coal and petroleum for 25 countries of Latin American and the Caribbean for the year 1925, doubling the number of countries for which energy consumption estimates were previously available. Energy consumption is then used as an indicator of economic modernisation. As a result, the paper provides the basis for a quantitative comparative analysis of modernisation performance beyond the few countries for which historical national accounts are available in Latin America.

Systematic study of the static electrical properties of the CO molecule: influence of the basis set size and correlation energy

The influence of the basis set size and the correlation energy in the static electrical properties of the CO molecule is assessed. In particular, we have studied both the nuclear relaxation and the vibrational contributions to the static molecular electrical properties, the vibrational Stark effect (VSE) and the vibrational intensity effect (VIE). From a mathematical point of view, when a static and uniform electric field is applied to a molecule, the energy of this system can be expressed in terms of a double power series with respect to the bond length and to the field strength. From the power series expansion of the potential energy, field-dependent expressions for the equilibrium geometry, for the potential energy and for the force constant are obtained. The nuclear relaxation and vibrational contributions to the molecular electrical properties are analyzed in terms of the derivatives of the electronic molecular properties. In general, the results presented show that accurate inclusion of the correlation energy and large basis sets are needed to calculate the molecular electrical properties and their derivatives with respect to either nuclear displacements or/and field strength. With respect to experimental data, the calculated power series coefficients are overestimated by the SCF, CISD, and QCISD methods. On the contrary, perturbation methods (MP2 and MP4) tend to underestimate them. In average and using the 6-311 + G(3df) basis set and for the CO molecule, the nuclear relaxation and the vibrational contributions to the molecular electrical properties amount to 11.7%, 3.3%, and 69.7% of the purely electronic μ, α, and β values, respectively

The Energy metabolism of China and India between 1971-2010: studying the bifurcation

This paper presents a comparison of the changes in the energetic metabolic pattern of China and India, the two most populated countries in the world, with two economies undergoing an important economic transition. The comparison of the changes in the energetic metabolic pattern has the scope to characterize and explain a bifurcation in their evolutionary path in the recent years, using the Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) approach. The analysis shows an impressive transformation of China’s energy metabolism determined by the joining of the WTO in 2001. Since then, China became the largest factory of the world with a generalized capitalization of all sectors ―especially the industrial sector― boosting economic labor productivity as well as total energy consumption. India, on the contrary, lags behind when considering these factors. Looking at changes in the household sector (energy metabolism associated with final consumption) in the case of China, the energetic metabolic rate (EMR) soared in the last decade, also thanks to a reduced growth of population, whereas in India it remained stagnant for the last 40 years. This analysis indicates a big challenge for India for the next decade. In the light of the data analyzed both countries will continue to require strong injections of technical capital requiring a continuous increase in their total energy consumption. When considering the size of these economies it is easy to guess that this may induce a dramatic increase in the price of energy, an event that at the moment will penalize much more the chance of a quick economic development of India.

Control de la derivació de l'aigua de reg de Masjoan

RESUM Masjoan és una masia del segle XII on resideix la família Masferrer des del 1710. Actualment a Masjoan l’activitat principal és el cultiu i venta de plantes ornamentals, i l’explotació forestal per obtenir fusta. Pel que fa a l’aigua, tant per a la realització de l’activitat professional com per al subministrament de la casa, aquesta prové de mines d’aigua natural situades en la finca. L’objectiu d’aquest TFC ha estat dissenyar un sistema autònom per automatitzar el procés de derivació de l’aigua procedent d’una mina, i d’aquesta manera aprofitar millor els recursos naturals dels que és disposa. El desenvolupament d’aquest sistema, comprèn la selecció i configuració de sensors i actuadors, el disseny del circuit amb la realització de la placa, el disseny del sistema d’alimentació autònom, el software que controla el sistema, i dimensionar la resta d’elements de la instal•lació. Tot el sistema està controlat per un microcontrolador PIC16F876 i alimentat per un mòdul solar de 4W. En el disseny s’ha procurat, sobredimencionar les diferents etapes per possibles ampliacions o modificacions del sistema i que el circuit procures optimitzar el consum d’energia. Com a conclusions cal dir que s’han assolit els objectius proposats amb èxit. S’ha aconseguit un disseny funcional i estable que actualment es troba en funcionament.

Embodied pollution in Spanish household consumption: a disaggregate analysis

[spa] En este artículo aplicamos un modelo input-output ampliado medioambientalmente para analizar un aspecto específico de la hipótesis de la curva de Kuznets ambiental. El propósito del estudio es analizar si las estructuras de consumo de los hogares con una mejor ‘posición económica’ pueden tener un efecto positivo para reducir las presiones medioambientales. Para ello combinamos información de diferentes bases de datos para analizar el impacto de la contaminación atmosférica del consumo de diferentes hogares españoles en el año 2000. Consideramos nueve gases, i.e. los seis gases de efecto invernadero (CO2, CH4, N2O, SF6, HFCs, y PFCs) y otros tres gases (SO2, NOx, y NH3). Clasificamos los hogares en quintiles de gasto per capita y quintiles de gasto equivalente. Los resultados obtenidos muestran que hay una relación positiva y elevada entre el nivel de gasto y las emisiones directas e indirectas generadas por el consumo de los hogares; sin embargo, las intensidades de emisión tienden a disminuir con el nivel de gasto para los diferentes gases, con la excepción de SF6, HFCs, y PFCs.

Embodied pollution in Spanish household consumption: a disaggregate analysis

[spa] En este artículo aplicamos un modelo input-output ampliado medioambientalmente para analizar un aspecto específico de la hipótesis de la curva de Kuznets ambiental. El propósito del estudio es analizar si las estructuras de consumo de los hogares con una mejor ‘posición económica’ pueden tener un efecto positivo para reducir las presiones medioambientales. Para ello combinamos información de diferentes bases de datos para analizar el impacto de la contaminación atmosférica del consumo de diferentes hogares españoles en el año 2000. Consideramos nueve gases, i.e. los seis gases de efecto invernadero (CO2, CH4, N2O, SF6, HFCs, y PFCs) y otros tres gases (SO2, NOx, y NH3). Clasificamos los hogares en quintiles de gasto per capita y quintiles de gasto equivalente. Los resultados obtenidos muestran que hay una relación positiva y elevada entre el nivel de gasto y las emisiones directas e indirectas generadas por el consumo de los hogares; sin embargo, las intensidades de emisión tienden a disminuir con el nivel de gasto para los diferentes gases, con la excepción de SF6, HFCs, y PFCs.