Projecte d'energia solar tèrmica

El proyecto consiste en el diseño de una instalación solar térmica para producción de agua caliente sanitaria (ACS) en un edificio de nueva construcción en la localidad de Mollerussa (Lleida). Se han estudiado las necesidades térmicas de ACS en atención a las características constructivas y funcionales del edificio, dando cumplimiento a la normativa vigente. Conocida la demanda energética esperada, se han analizado los datos climatológicos y de temperatura de red de agua fría propios del emplazamiento, y se ha propuesto un campo de captación compuesto por captadores planos y los distintos subconjuntos que componen la instalación: acumulación, transferencia térmica, trazado hidráulico, regulación y control, y energía auxiliar. Con ello se ha llevado a cabo una simulación energética mediante la herramienta TSOL, software de simulación solar recomendado por entidades de reconocido prestigio, para comprobar que se han alcanzado los objetivos del sistema propuesto. Por último, se ha realizado un estudio del beneficio medioambiental que supone la instalación proyectada, indicando el ahorro energético para el usuario y las toneladas equivalentes de dióxido de carbono evitadas.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Canvis ambientals i relacions tròfiques en rius mediterranis

Els rius i rieres mediterranis són ecosistemes que es caracteritzen per fortes oscil•lacions de cabal i temperatura al llarg de l’any. Aquestes oscil•lacions provoquen canvis ambientals en l'hàbitat i en els recursos que afecten directament o indirecta la biota que habita aquests ecosistemes, la qual, per tant, ha de presentar adaptacions a aquestes oscil•lacions ambientals. L'escenari actual de canvi climàtic preveu una intensificació dels fenòmens de sequera i augment de temperatura. Entendre com la biota dels rius respon a aquestes fluctuacions és de gran importància per poder anticipar les respostes d'aquests sistemes als imminents canvis ambientals així com per gestionar adequadament els recursos hídrics en un futur. Els objectius principals d'aquesta tesi eren: caracteritzar estructural i funcionalment dues rieres intermitents mediterrànies al llarg dels diferents períodes característics del cicle anual i veure els efectes d'un augment de la sequera; veure com aquests efectes podien afectar l'ecosistema ripari circumdant i establir com diferències en la qualitat de la matèria orgànica derivades del canvi climàtic pot afectar el fitness i desenvolupament dels invertebrats. Aquests objectius s'han pogut complir només parcialment, ja que adversitats climàtiques van impedir finalitzar amb èxit la manipulació del cabal al camp i la resolució d'algunes dades no ha estat prou bona com per aplicar els models corresponents. Aquests contratemps s'han solucionat amb la incorporació de dos nous experiments (un encara s'ha de realitzar), fet que ha fet enlentir la finalització de la tesi.

Construcció i explotació d'un magatzem de dades de planificació hidrològica

El projecte que constitueix la base de aquest TFC, consisteix en la construcció d'un magatzem de dades, com a eina de treball, per als tècnics de la Confederació Hidrogràfica Nord-Est (CHNE), que és l'entitat encarregada de la gestió de l'aigua i infraestructures hidràuliques del nord-est de la península ibèrica. Aquest magatzem ha de permetre automatitzar la recollida de la informació provinent de fulls Excel i explotar aquesta informació amb eines de Business Intelligence adients.

Seasonal changes of whole root system conductance by a drought-tolerant grape root system

The role of root systems in drought tolerance is a subject of very limited information compared with above-ground responses. Adjustments to the ability of roots to supply water relative to shoot transpiration demand is proposed as a major means for woody perennial plants to tolerate drought, and is often expressed as changes in the ratios of leaf to root area (AL:AR). Seasonal root proliferation in a directed manner could increase the water supply function of roots independent of total root area (AR) and represents a mechanism whereby water supply to demand could be increased. To address this issue, seasonal root proliferation, stomatal conductance (gs) and whole root system hydraulic conductance (kr) were investigated for a drought-tolerant grape root system (Vitis berlandieri×V. rupestris cv. 1103P) and a non-drought-tolerant root system (Vitis riparia×V. rupestris cv. 101-14Mgt), upon which had been grafted the same drought-sensitive clone of Vitis vinifera cv. Merlot. Leaf water potentials (ψL) for Merlot grafted onto the 1103P root system (–0.91±0.02 MPa) were +0.15 MPa higher than Merlot on 101-14Mgt (–1.06±0.03 MPa) during spring, but dropped by approximately –0.4 MPa from spring to autumn, and were significantly lower by –0.15 MPa (–1.43±0.02 MPa) than for Merlot on 101-14Mgt (at –1.28±0.02 MPa). Surprisingly, gs of Merlot on the drought-tolerant root system (1103P) was less down-regulated and canopies maintained evaporative fluxes ranging from 35–20 mmol vine−1 s−1 during the diurnal peak from spring to autumn, respectively, three times greater than those measured for Merlot on the drought-sensitive rootstock 101-14Mgt. The drought-tolerant root system grew more roots at depth during the warm summer dry period, and the whole root system conductance (kr) increased from 0.004 to 0.009 kg MPa−1 s−1 during that same time period. The changes in kr could not be explained by xylem anatomy or conductivity changes of individual root segments. Thus, the manner in which drought tolerance was conveyed to the drought-sensitive clone appeared to arise from deep root proliferation during the hottest and driest part of the season, rather than through changes in xylem structure, xylem density or stomatal regulation. This information can be useful to growers on a site-specific basis in selecting rootstocks for grape clonal material (scions) grafted to them.

Robust fault detection using consistency techniques for uncertainty handling

Often practical performance of analytical redundancy for fault detection and diagnosis is decreased by uncertainties prevailing not only in the system model, but also in the measurements. In this paper, the problem of fault detection is stated as a constraint satisfaction problem over continuous domains with a big number of variables and constraints. This problem can be solved using modal interval analysis and consistency techniques. Consistency techniques are then shown to be particularly efficient to check the consistency of the analytical redundancy relations (ARRs), dealing with uncertain measurements and parameters. Through the work presented in this paper, it can be observed that consistency techniques can be used to increase the performance of a robust fault detection tool, which is based on interval arithmetic. The proposed method is illustrated using a nonlinear dynamic model of a hydraulic system

Las Obras hidráulicas en los sistemas fluviales de la Costa Brava: preferencias locales y limitaciones de un modelo convencional de adaptación al riesgo de inundación

Este artículo tiene por finalidad analizar las medidas de adaptación al riesgo de inundación que se han realizado en el ámbito de la Costa Brava, con especial incidencia en el papel que han tenido las obras de infraestructura hidráulica en la prevención de avenidas. Se intenta comprobar hasta que punto la percepción local dominante sobre las obras hidráulicas como una de las formas más eficientes pera la prevención de inundaciones se contradice con las nuevas tendencias tanto en relación a los costes ecológicos de la construcción de estos dispositivos hidráulicos como al planeamiento urbanístico y fluvial, en general

Características geológicas y geotécnicas de los lodos de flotación de la Sierra Minera de Cartagena-La Unión (SE España)

We present the results of a geological and geotechnical characterization of the metallurgic waste from the Sierra Minera de Cartagena-La Union. We have studied eight tailings dams from which we collected and analysed 42 samples of metallurgic waste. We measured grainsize distribution, the specific gravity of solid particles, plasticity index, permeability, both in situ and in the laboratory, direct shear characteristicsand moisture content. According to size distribution the tailings can be classified as sandy silt. Their plasticity index ranges from medium to nil. The internal friction angle varies between 28 and 42 degrees. Cohesion is between 0 and 2.2 t/m2. The specific gravity of the solid particles ranges widely from 1.8 to 4 g/cm3. The saturated hydraulic conductivity values vary between 1.3x 10-5 and 3.2x 10-9 m/s.The water content measured in situ shows that the degree of saturation remains relatively high despite low rainfall and high evaporation rates. Several tailings dams have failed. The leading causes of tailings-dam failure are: 1) slope instability; 2) overflow; 3) erosion; and 4) subsidence or collapse. The main factor leading to dam failure is that the tailings stored in the ponds are highly saturated

An approach to costs and energy consumption in private urban Spanish Mediterranean landscapes from a simplified model in sprinkle irrigation

The number of private gardens has increased in recent years, creating a more pleasant urban model, but not without having an environmental impact, including increased energy consumption, which is the focus of this study. The estimation of costs and energy consumption for the generic typology of private urban gardens is based on two simplifying assumptions: square geometry with surface areas from 25 to 500 m2 and hydraulic design with a single pipe. In total, eight sprinkler models have been considered, along with their possible working pressures, and 31 pumping units grouped into 5 series that adequately cover the range of required flow rates and pressures, resultin in 495 hydraulic designs repeated for two climatically different locations in the Spanish Mediterranean area (Girona and Elche). Mean total irrigation costs for the locality with lower water needs (Girona) and greater needs (Elche) were € 2,974 ha-¹ yr-¹ and € 3,383 ha-¹ yr-¹, respectively. Energy costs accounted for 11.4% of the total cost for the first location, and 23.0% for the second. While a suitable choice of the hydraulic elements of the setup is essential, as it may provide average energy savings of 77%, due to the low energy cost in relation to the cost of installation, the potential energy savings do not constitute a significant incentive for the irrigation system design. The low efficiency of the pumping units used in this type of garden is the biggest obstacle and constraint to achieving a high quality energy solution

Stationarity analysis of historical flood series in France and Spain (14th-20th centuries)

Interdisciplinary frameworks for studying natural hazards and their temporal trends have an important potential in data generation for risk assessment, land use planning, and therefore the sustainable management of resources. This paper focuses on the adjustments required because of the wide variety of scientific fields involved in the reconstruction and characterisation of flood events for the past 1000 years. The aim of this paper is to describe various methodological aspects of the study of flood events in their historical dimension, including the critical evaluation of old documentary and instrumental sources, flood-event classification and hydraulic modelling, and homogeneity and quality control tests. Standardized criteria for flood classification have been defined and applied to the Isère and Drac floods in France, from 1600 to 1950, and to the Ter, the Llobregat and the Segre floods, in Spain, from 1300 to 1980. The analysis on the Drac and Isère data series from 1600 to the present day showed that extraordinary and catastrophic floods were not distributed uniformly in time. However, the largest floods (general catastrophic floods) were homogeneously distributed in time within the period 1600¿1900. No major flood occurred during the 20th century in these rivers. From 1300 to the present day, no homogeneous behaviour was observed for extraordinary floods in the Spanish rivers. The largest floods were uniformly distributed in time within the period 1300-1900, for the Segre and Ter rivers.

AMADEUS: advanced manipulation for deep underwater sampling

AMADEUS is a dexterous subsea robot hand incorporating force and slip contact sensing, using fluid filled tentacles for fingers. Hydraulic pressure variations in each of three flexible tubes (bellows) in each finger create a bending moment, and consequent motion or increase in contact force during grasping. Such fingers have inherent passive compliance, no moving parts, and are naturally depth pressure-compensated, making them ideal for reliable use in the deep ocean. In addition to the mechanical design, development of the hand has also considered closed loop finger position and force control, coordinated finger motion for grasping, force and slip sensor development/signal processing, and reactive world modeling/planning for supervisory `blind grasping¿. Initially, the application focus is for marine science tasks, but broader roles in offshore oil and gas, salvage, and military use are foreseen. Phase I of the project is complete, with the construction of a first prototype. Phase I1 is now underway, to deploy the hand from an underwater robot arm, and carry out wet trials with users.

AMADEUS: advanced manipulation for deep underwater sampling

AMADEUS is a dexterous subsea robot hand incorporating force and slip contact sensing, using fluid filled tentacles for fingers. Hydraulic pressure variations in each of three flexible tubes (bellows) in each finger create a bending moment, and consequent motion or increase in contact force during grasping. Such fingers have inherent passive compliance, no moving parts, and are naturally depth pressure-compensated, making them ideal for reliable use in the deep ocean. In addition to the mechanical design, development of the hand has also considered closed loop finger position and force control, coordinated finger motion for grasping, force and slip sensor development/signal processing, and reactive world modeling/planning for supervisory `blind grasping¿. Initially, the application focus is for marine science tasks, but broader roles in offshore oil and gas, salvage, and military use are foreseen. Phase I of the project is complete, with the construction of a first prototype. Phase I1 is now underway, to deploy the hand from an underwater robot arm, and carry out wet trials with users.

Disseny d’una turbina de riu per a la generació d’electricitat a l’Amazònia equatoriana

Aquest projecte pretén donar un impuls a una tecnologia de generació elèctrica per a comunitats aïllades de l’Amazònia equatoriana i regions semblants. Aquestes són zones rurals on la densitat de població és molt baixa i dispersa, que solen tindre petits consums d’energia. Així la provisió d’aquesta des de centres de generació llunyans requereix d’un transport desmesurat. Com a conseqüència d’aquesta situació desfavorable molta gent no pot disposar d’electricitat.La font d’il•luminació més utilitzada són les espelmes, els encenedors de querosè i els llums de gas. Aquests tenen deficient intensitat lluminosa, el seu ús habitual provoca danys a la vista i pulmons, i és causa d’incendis. En algunes ocasions es fa ús de generadors diesel que a part del soroll, així com les altres solucions esmentades, depèn de la provisió de les ciutats allunyades. En els últims anys s’han introduït sistemes fotovoltaics domiciliaris que han demostrat ser una alternativa eficaç. En qualsevol cas el cost de l’energia resulta molt elevat per tals regions.La solució adoptada ha sigut una turbina Darrieus de D=1,5 i L=1,5, amb 6 àleps NACA 0018 inclinats 8 graus cap a fora, amb una corda de 0,22 m, a un regim de 2,67 rad/s, que correspon a un rati de velocitats de TSR=2 quan el riu baixa a 1m/s. Aquesta pot treballar en un rang de velocitats de 0,8 a 1,2 m/s com són les velocitats habituals registrades al riu Napo, emplaçament indicat per a la construcció d’una turbina pilot

Efecte del tipus d'embassament en el règim de cabals mínims a la conca del riu Ebre

En el marc dels cabals ambientals o “ecològics”, el coneixement de la regulació del règim de cabals mínims o baixos per part de les infraestructures hidràuliques pren especial importància. En aquest treball, es contrasta la hipòtesi de que la regulació del règim fluvial per part dels embassaments de regadiu i per part dels embassaments destinats a la producció d’energia hidroelèctrica produeix una alteració diferent en el règim de cabals mínims. Per fer-ho, es realitza l’anàlisi comparatiu del grau d’assoliment històric dels cabals mínims ecològics, determinats en el nou Pla de Conca de l’Ebre 2010-15, en 30 trams fluvials representatius de l’efecte d’aquests tipus d’embassaments. Els resultats obtinguts indiquen que la tipologia d’ús dels embassaments és determinant en la regulació dels cabals mínims. Els embassaments de reg produeixen una major alteració del règim de cabals mínims i presenten una diferent distribució i una major variabilitat intraanual en aquesta alteració que els embassaments hidroelèctrics.

Aproximació geogràfica als projectes hidràulics del Ter selvatà (1850-1930). Reflexions a propòsit d’un llibre recent

This contribution tries to do a geographical approach about the hydraulic works in the River Ter, in the area of the Selva county. The reflections included here are based in the considerations of the research contained in the book of the historian Gerard Buxeda recently published. The interest will be focused in the scale of the projects proposed, in the differentiation of their characteristics according to the zone where will be proposed, in the relation of these works with the policy and the ideology dominant in the state, etc. In short, the aim is to frame the hydraulic works in a larger context and with the geographical specifies during the period 1850-1930